作者：郑祥,魏源送
出版社：中国人民大学出版社
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中国水处理行业可持续发展战略研究报告(膜工业卷)试读：
前言
随着环境保护政策的逐步完善和环境保护意识的逐步增强，环保产业的重要地位得到世界各国越来越广泛的认可。作为材料科学和过程工程科学等诸多学科交叉结合、相互渗透而产生的新领域，膜技术特别适合于现代工业对节能、低品位原材料再利用和消除环境污染的需要。目前，膜技术在全球范围内广泛地应用于污水回用处理、海水淡化、苦咸水淡化、超纯净水等行业，尤其在能源紧张、资源短缺、生态环境恶化的今天，膜产业被誉为发展潜力巨大的朝阳产业，在21世纪的环保、能源、化学工程与生物工程等产业中将扮演着战略性角色。21世纪伊始，全球膜市场出现强劲的增长势头，2011年全球膜市场规模已高达540亿美元。
经过50多年的发展，中国膜产业逐渐走向成熟，微滤、超滤、反渗透等膜技术在海水淡化、给水处理、污水处理与回用等领域的工程应用规模迅速扩大，多个具有标志性意义的大型膜法给水工程、污水回用工程及海水淡化工程已经相继建成。目前中国膜产业呈现高速增长的态势，膜工业总产值从1993年的2亿元人民币上升到2010年的300亿元人民币，2015年我国膜产业有望突破500亿元人民币。
膜工业作为一种新兴产业在中国正得到前所未有的重视，2010年发布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将高性能膜材料列入战略性新兴产业。2011年发布的《国家“十二五”科学和技术发展规划》对我国膜材料领域的发展提出了明确且具体的要求。国家发改委组织实施的《城市节水和海水利用高新技术产业化专项》，国家发改委、科技部、商务部联合发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》，均把膜技术放到重要的位置。这些政策对促进我国膜产业快速发展和整体水平的提高起到了重大推动作用。可以预见，中国膜产业将迎来产值大幅增加的黄金十年，并将带动相关产业迅猛发展。
目前中国膜市场已经成为全球膜市场的重要部分，中国的膜企业也加入到这一全球性市场的激烈竞争中。随着并购、联盟以及许可协议等的落定，中国膜市场变化迅速而复杂。随着国内基础建设的快速发展，中国膜企业和水处理配套产业有了很大的发展。部分领先企业开始尝试引入风险投资、产业投资等战略投资，加速整合市场、技术、资本以及人力资源，背靠中国巨大的市场需求空间，力图缩小与世界一流膜企业的差距，在全球膜产业界占据一席之地。
但是，我国膜材料的开发起步较晚，自主创新能力不强，主要膜材料长期依赖进口，高端产业、低端环节现象严重；企业规模普遍较小，目前我国膜产业300亿的市场被上千个企业分割，产值过亿的规模企业很少；应用层次偏低，应用领域偏窄，90％左右应用于水处理和海水淡化领域，高端领域仅占10％以下。与此相对应，国外先进膜技术企业迅速在我国攻城略地，一些外国水务公司已经对部分城市的供水形成垄断，这不利于我国的居民用水安全，并在产业层面上对国家经济安全形成了现实威胁。
为科学评估我国膜产业的自主创新能力和产业竞争力，帮助宏观经济监管部门规范管理膜产业，指导我国膜技术企业科学健康发展，我们在多年积累的调研资料的基础上，推出《中国水处理行业可持续发展战略研究报告（膜工业卷）》，系统评估中国膜技术产业的竞争力，从投资结构、商业模式、市场格局、监管法规等多个角度论证中国膜市场和膜技术产业的真实状况和发展趋势，从而为宏观经济管理和企业经营管理提供扎实的决策依据。
本报告分3大部分、14章对中国膜产业发展现状及发展趋势进行了阐述。报告第一部分全面分析全球（主要集中于美国、日本、欧洲、中东）膜市场的总体现状；采用文献计量学方法对各国在膜技术研发方面的新动向与发展前沿进行详细评述；对2006—2012年中国膜市场所面临的宏观及中观行业政策环境、市场热点与关注点进行回顾分析。报告第二部分对膜技术在我国市政与工业领域中的应用进行系统调查，特别是在海水淡化、污水资源化、工业节水、饮用水处理四大领域的应用现状，剖析微滤、超滤、纳滤、反渗透四大膜过程及其集成技术在上述领域未来的应用前景。报告第三部分系统分析了国内具有代表性的膜企业与全球著名膜企业的经营业绩、核心业务及核心竞争力。《中国水处理行业可持续发展战略研究报告（膜工业卷）》由郑祥博士、魏源送博士带领中国人民大学、中国科学院两方团队共同完成。中国人民大学团队由环境学院的郑祥博士与张光明教授、图书馆副馆长宋姬芳女士、商学院的周华博士主持，分别带领环境科学与工程、图书馆学与商学三大领域的专家完成书稿相关章节的撰写；中国科学院团队由生态环境研究中心的魏源送研究员和厦门城市与环境研究所的陈少华研究员主持。
陈迪、管策、王琪、罗鸣、范海涛、陈亚楠、邱天然、赵鹤、刘佳、郑馨竺、陈晓芬、蔡琼、蒋松竹、温颖新等多位研究生参加了资料收集与书稿的编写工作。中国人民大学的于淼女士对全部书稿进行了文字校对与形式统稿。
非常感谢哈尔滨工业大学李圭白院士，清华大学黄霞教授、陈翠仙教授，北京工业大学彭永臻教授，中国水利企业协会脱盐分会郭有智先生，中国科学院生态环境研究中心樊耀波研究员在报告撰写过程中给予的指导与帮助！在调研过程中，我们得到天津海水淡化与综合利用研究所冯厚军先生、王静女士，北京排水集团周军博士，中南勘测设计研究院刘利军先生，中国膜工业协会张学发先生，北京碧水源俞开昌先生、陈春生先生，坎普尔公司孟广帧博士、徐平博士，金科水务王同春博士、黎泽华先生，特里高公司张保成博士，赛诺公司叶静梅女士，英诺格林吴宝刚先生，蓝星东丽王宇彤先生，天津膜天戴海平博士，海南立昇陈杰博士，北京膜华李娜女士，上海斯纳普梁国明博士、刘东先生，江苏大孚华汉平先生，南京瑞洁特周保昌先生，江苏蓝天沛尔曹亚彬先生、王成芳先生，江阴金水汤建强先生，浙江沁园陈斌峰先生，日本久保田石帅先生，住友王紫誉先生，韩国SK集团全晓明先生等业内同行的大力支持与帮助，他们的参与确保了报告中数据的准确性。谨向同行所给予的大力支持表示衷心感谢！
虽然我们做了多方面的努力，但因水平和经验所限，难免存在不妥之处，恳请读者和同仁批评指正。郑祥2013年5月4日总序陈雨露
当前中国的各类研究报告层出不穷，种类繁多，写法各异，成百舸争流、各领风骚之势。中国人民大学经过精心组织、整合设计，隆重推出由人大学者协同编撰的“研究报告系列”。这一系列主要是应用对策型研究报告，集中推出的本意在于，直面重大社会现实问题，开展动态分析和评估预测，建言献策于咨政与学术。“学术领先、内容原创、关注时事、咨政助企”是中国人民大学“研究报告系列”的基本定位与功能。研究报告是一种科研成果载体，它承载了人大学者立足创新，致力于建设学术高地和咨询智库的学术责任和社会关怀；研究报告是一种研究模式，它以相关领域指标和统计数据为基础，评估现状，预测未来，推动人文社会科学研究成果的转化应用；研究报告还是一种学术品牌，它持续聚焦经济社会发展中的热点、焦点和重大战略问题，以扎实有力的研究成果服务于党和政府以及企业的计划、决策，服务于专门领域的研究，并以其专题性、周期性和翔实性赢得读者的识别与关注。
中国人民大学推出“研究报告系列”，有自己的学术积淀和学术思考。我校素以人文社会科学见长，注重学术研究咨政育人、服务社会的作用，曾陆续推出若干有影响力的研究报告。譬如自2002年始，我们组织跨学科课题组研究编写的《中国经济发展研究报告》、《中国社会发展研究报告》、《中国人文社会科学发展研究报告》，紧密联系和真实反映我国经济、社会和人文社会科学发展领域的重大现实问题，十年不辍，近年又推出《中国法律发展报告》等，与前三种合称为“四大报告”。此外还有一些散在的不同学科的专题研究报告也连续多年，在学界和社会上形成了一定的影响。这些研究报告都是观察分析、评估预测政治经济、社会文化等领域重大问题的专题研究，其中既有客观数据和事例，又有深度分析和战略预测，兼具实证性、前瞻性和学术性。我们把这些研究报告整合起来，与人民大学出版资源相结合，再做新的策划、征集、遴选，形成了这个“研究报告系列”，以期放大规模效应，扩展社会服务功能。这个系列是开放的，未来会依情势有所增减，使其动态成长。
中国人民大学推出“研究报告系列”，还具有关注学科建设、强化育人功能、推进协同创新等多重意义。作为连续性出版物，研究报告可以成为本学科学者展示、交流学术成果的平台。编写一部好的研究报告，通常需要集结力量，精诚携手，合作者随报告之连续而成为稳定团队，亦可增益学科实力。研究报告立足于丰厚素材，常常动员学生参与，可使他们在系统研究中得到学术训练，增长才干。此外，面向社会实践的研究报告必然要与政府、企业保持密切联系，关注社会的状况与需要，从而带动高校与行业企业、政府、学界以及国外科研机构之间的深度合作，收“协同创新”之效。
为适应信息化、数字化、网络化的发展趋势，中国人民大学的“研究报告系列”在出版纸质版本的同时将开发相应的文献数据库，形成丰富的数字资源，借助知识管理工具实现信息关联和知识挖掘，方便网络查询和跨专题检索，为广大读者提供方便适用的增值服务。
中国人民大学的“研究报告系列”是我们在整合科研力量，促进成果转化方面的新探索，我们将紧扣时代脉搏，敏锐捕捉经济社会发展的重点、热点、焦点问题，力争使每一种研究报告和整个系列都成为精品，都适应读者需要，从而铸造高质量的学术品牌、形成核心学术价值，更好地担当学术服务社会的职责。第一部分 总体情况篇第一章 全球膜产业发展概况第一节 全球膜市场概况
21世纪伊始，全球膜市场出现强劲的增长势头。2004年全球膜市场的销售额达到63亿美元，随后三年的年增长率分别为9.5％、10.1％和9.2％。2011年，全球膜及膜组件的销售额达到110亿美元。最近20余年全球膜制品销售额见图1—1。图1—1 全球膜制品销售额增长状况
反渗透（Reverse Osmosis，RO）是当今世界上最有效和最节能的分离技术之一。利用反渗透的分离特性可以有效去除水中的溶解盐、胶体、有机物和细菌等杂质，具有能耗低、无污染、工艺先进、操作简单等优点。反渗透占全球膜市场的45％，超滤与纳滤（Ultra-filtration、Nano-filtration，UF/NF）共占20％，微滤（Micro-filtration，MF）占30％（见图1—2、图1—3）。图1—2 全球不同膜技术的市场份额图1—3 全球水处理市场中膜技术的市场份额一、RO市场状况
反渗透膜分为高压、中压、低压及超低压几类，近年又商品化了能在0.2～0.3MPa下出水的极低压膜。目前流行的芳香聚酰胺复合膜，其功能性也在不断扩展，是一种商品化了的抗氧化、抗污染、高通量的膜。全球RO膜组件中卷式约占91％，中空纤维式约占5％，板框式接近4％（见图1—4）。图1—4 全球不同类型RO膜组件的市场份额
在过去20余年间，全球RO膜及组件的销售额从1990年的6亿美元上升到2010年的30亿美元（见图1—5）。2005年前，美国一直是全球最大的反渗透膜市场，占据全球40％以上的市场份额（见图1—6）。近年来，由于亚洲、中东和拉美地区反渗透膜市场的兴起，特别是中国膜市场的崛起，导致美国反渗透膜市场份额在2005年后持续下降，2010年前后，中国已经超越美国成为全球最大的RO膜市场。图1—5 全球RO膜制品销售额增长状况
全球RO膜市场是一个由少数公司高度垄断的市场。高达95％的市场份额被陶氏（Dow）、日东电工集团美国海德能公司（Nitto Denko/Hydranautics）、东丽（Toray）、科氏（Koch）、通用（GE）、熊津（CSM）、东洋纺（Toyobo）等公司占有。其中仅陶氏和海德能两家就占据了65％～70％的市场份额，但近年来东丽公司的市场份额迅速上升，已成为陶氏和海德能的最有力竞争者。
海水淡化是RO膜的最重要用途之一。应用于海水淡化的RO膜主要供应商在20世纪末有20多家，但随着市场竞争的加剧，只有具备很强研发能力的厂商才得以生存。目前只剩下四家主要的供应商——陶氏、东丽、东洋纺、日东电工集团美国海德能公司。由于东洋纺公司的反渗透膜采用醋酸纤维材料制造，其产品主要应用在海湾地区的阿拉伯国家。海湾以外的国家和地区的反渗透膜市场几乎被陶氏、东丽和海德能三家供应商垄断。图1—6 全球RO膜组件销售的地区分布二、UF/MF市场状况
超滤/微滤占美、日、欧整个膜市场份额的50％～60％，它们广泛应用于化工过程的分离与精制，废水的净化处理并回收有用成分，工业废水“零排放”，活性污泥膜法废（污）水处理回用等。2008年全球UF/MF相关设备的销售额达到43.67亿美元，若加上相关工程则接近80亿美元，年增长率为9％，而在废水处理领域的增长率达到11％。超滤和微滤均属于压力（低压）驱动膜过程，超滤膜平均孔径在1～50nm之间，可以分离溶液中的大分子、胶体、蛋白质、微粒等。微滤膜的平均孔径在0.1～20μm之间，水处理一般用0.1～0.4μm孔径的膜，主要去除微粒、亚微粒和细粒物质。超滤膜的材质主要为聚砜（PSU）、聚丙烯腈（PAN）、聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氯乙烯（PVC）等，而微滤膜材质为醋酸纤维素（CA）、聚碳酸酯（PC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）等。此外，无机陶瓷也可制作超滤膜和微滤膜。
1995年之前，UF/MF低压膜的发展还比较缓慢。而自1995年开始，该产业快速发展，这与1993—1994年间隐孢子虫事件的爆发以及美国对水质的严格管制有关。目前UF/MF低压膜已经成为了水与废水处理业务中非常重要的单元操作。图1—7为2006年全球UF/MF膜应用领域的分布情况，UF/MF主要应用于饮用水处理（60％），其次为废水处理（22％）。需要说明的是，尽管图中显示MBR（MembraneBio-Reactor，膜生物反应器）应用只占了相对较小的一部分（7％），但是在废水处理业务中，许多大公司的废水处理也可以归入MBR应用。同样，虽然图中RO预处理只占较小的比例（3％），但也存在MBR统计数据中类似的问题，一些工业应用和废水处理也可归为RO预处理，因此其实际使用率更高。图1—7 UF/MF膜的全球应用的领域分布（2006年）
根据2006年的统计数据，低压膜安装应用量在美洲所占份额最大，占到了全球的44％，而欧洲为19％。环太平洋地区近年来的增长非常迅速，已达到23％（见图1—8）。由于长期干旱，澳大利亚已经转向了废水再利用和海水淡化等其他水资源，由此推动了环太平洋地区低压膜的快速增长。中东与非洲增长快速，占全球的14％。
2003年，安装应用的UF/MF膜主要集中于通用泽能（GE Zenon）、西门子（Siemens Memcor）、颇尔（Pall）、诺芮特（Norit）、旭化成（AsahiKasei）、三菱丽阳（Mitsubishi Rayon）、久保田（Kubota）等膜生产商。西门子公司目前最大的市场是在美洲的饮用水处理领域，并占据该地区较大的市场份额。颇尔公司在美洲市场上也非常活跃。通用和久保田公司则在环太平洋地区的市场中非常活跃，其中后者最早进军澳大利亚和新西兰膜市场。图1—8 UF/MF膜应用的区域分布（2006年）
低压膜市场有个明显的趋势就是各大公司通过收购已有的公司和业务来获得市场份额。1999—2006年间，通用公司通过一系列的战略性收购，先后兼并了Glegg、Betz、Osmonics、Ionics、Zenon五家著名的水处理公司，在全球膜市场占据重要位置。经过三次收购，Memcor业务于2004年被工业巨头西门子公司收购（见表1—1）。表1—1 全球膜市场主要并购事件第二节 亚太膜市场概况一、日本膜市场
日本大约有14800个供水系统，其中包括公共水厂、大型供水系统和私人供水系统。自1993年引入膜技术以来，截至2009年底，微滤和超滤膜系统已在709套设备中安装（包括计划内和在建的项43目），总产水量达到122.1×10m/d（见图1—9、图1—10）。图1—9 日本MF/UF膜过滤净水设施的建设状况（1992—2009年）图1—10 日本MF/UF膜过滤净水设施的处理能力（1995—2009年）
最初，微滤和超滤技术主要应用于小型供水系统，在21世纪初应用低压膜分离技术的供水系统中，近71％的系统产水量小于33500m/d，产水量高于1000m/d的仅占13％。随着膜过滤技术的推广3和使用，从2004年开始，一些产水量超过10000m/d的大、中型水厂3也开始使用膜技术。2004年2月，处理能力达到30000m/d的膜法供水系统在东京都羽村市建成投入使用；2005年前后，横滨市和福冈3市也安装了产水量为100000m/d的大型供水系统。
目前，日本MF/UF净水设施的日处理能力主要集中在100～31000m/d的区间内（见图1—11、图1—12），而各级系统的累计设施3处理能力中，日处理能力高于10000m的累计设施处理能力处于首3位，高达700000m/d以上。其中，日本东京都水厂处理规模达380000m/d，采用内压式超滤膜。图1—11 日本MF/UF膜过滤净水设施不同规模的业绩件数（至2009年）图1—12 日本MF/UF膜过滤净水设施不同规模的处理总量比例数（至2009年）
在日本只有少数地区和一些分散的岛屿水资源短缺，因此，海水及苦咸水脱盐的工厂并不多。其中很多工厂采用反渗透膜技术获得工业用水，如用于半导体制备所需的高质量水。
早在2002年3月，日本再利用水促进中心发表的资料显示，日本安装了2000多套反渗透膜脱盐装置，所有脱盐装置的总产水量为1.096363×10m/d。装置中大多采用反渗膜技术，其产水总量为0.986×10m/d，其中97.5％的反渗透膜采用螺旋元件，只有2.2％采用的是中空纤63维膜，采用中空纤维膜装置的产水总量仅为0.022×10m/d。脱盐装置主要应用部分及比例分别是：饮水占24.3％，工业用水占17.1％，地下水占13.4％，纯水占12.1％，工业废水占10.2％，海水占9.3％。
在日本，包括东丽与旭化成在内，共有8家主要的微滤和超滤膜的生产企业。二、韩国膜市场（一）海水淡化概况
韩国现行水供应主要来源于地表及地下水。虽然供水状况一直良好，但在地表水供应不充分的地区，海水或微咸水淡化技术已经被市政及工业部门应用。此外，在一些不具备集中供水系统的小岛上，也常采用海水淡化技术提供饮用水。
截至2008年，韩国总计70个海水淡化厂项目已经建成并投入运33营。这些厂的规模在10～1000m/d之间，总处理量为5763m/d，可提供19000人的日常饮用水，总投资为3132.4万美元。如图1—13所示，大多数小型海水淡化厂都坐落在南部海岸的许多小岛上。3图1—13 韩国小规模海水淡化厂分布（a）及处理量（b）（m/d）
海水淡化工厂改革步伐非常迅速，其中一个主要发展趋势就是反渗透海水淡化工厂处理量的不断扩大。近年来，更大规模的海水淡化工厂建成投产，因规模经济效应可减少海水淡化单元费用，大规模海水淡化厂经济效率明显高于小规模海水淡化工厂。2007—2011年间新签约海水淡化厂项目有22项，主要分布在Asan、Chu-jado、Daesan等。4年间，新签约的项目数量及其规模分布见图1—14和图1—15。然而，小规模海水淡化厂在水供应较为分散的地区仍然占有非常重要的地位。表1—2列出了部分现有海水淡化案例。图1—14 韩国连续4年新签约的海水淡化厂项目个数3图1—15 韩国新签约海水淡化厂处理量（m/d）表1—2 韩国海水淡化案例（二）MBR市场现状
目前韩国国内MBR膜以爱科利态公司（Econity）为代表的PE中空纤维膜和科龙公司（Kolon）的PVDF膜为主。科龙的PVDF膜尚处于商用化初期阶段，因此，除了爱科利态公司的PE膜之外，大部分使用进口膜。
1．MBR市场概况
目前韩国MBR的市场规模约占污水处理市场的1％，但随着政府对放流水水质标准的强化及污水循环利用的重视，MBR市场将会呈现跨越式发展。
根据韩国环境新技术认证机构（环境新技术认证信息系统，www.koetv.or.kr）的信息，韩国MBR市场是由大韩通商和现代工程公司的HANT技术应用形成并发展起来的。2001年HANT工艺最早应用于浦项机场和庆尚北道荣州市永田村污水处理厂，并实现了6.4亿韩元的销售额。2002年，销售额猛增至66亿韩元，同比增长了10倍，但是整体市场规模依旧较小。尽管2003年的市场规模曾达到110亿韩元，但第二年减少到了29亿韩元。2005年市场急剧增长至1100亿韩元的规模，随后一直到2011年每年都维持在500亿韩元以上的规模。尤其是科龙公司、爱科利态、韩国水资源公司掌握的KS-MBR工艺，自2005年获取环境新技术认证后，截至2011年共参与115个项目，并实现了1530亿韩元的销售额。2005年除KS-MBR工艺之外，锦湖产业和Kored的K-MBR、大宇建设的D-MBR、YUJIN环境科技和韩国科学技术研究院的S-MBR、GS建设和ENE公司的GS-ENR等工艺皆获得了环境新技术认证，从此韩国开启了MBR工艺的崭新技术时代。以2011年为例，根据环境新技术认证技术标准所设置的MBR项目共232件，规模达到5680亿韩元。
韩国年MBR市场的预计规模可达500亿～1000亿韩元，约占45000亿韩元（以2008年为准）的污水市场规模的1％～2％，整体市场规模依旧偏小。
2．MBR市场企业布局
按照环境新技术标准规定，爱科利态占MBR市场的26.1％，住友（Sumito-mo）占24.6％，三菱丽阳占23.8％，通用占13.3％，排名前3四位公司市场占有率合计87.8％。如100000m/d规模的浦项工业废水循环利用项目和游泳场污水处理都采用通用公司浸入式分离膜，这两个项目投入使用后，预计通用在韩国MBR市场中的占有率可以达到40％。
目前韩国中小企业、刚进入的韩国大企业、跨国企业形成MBR市场三足鼎立的局面。其中作为中小企业代表的爱科利态公司利用聚乙烯材质制造的MBR膜在价格上具有很强的竞争力。通过长期与科龙公司的合作，爱科利态掌握了膜应用相关的设计、经验，可进一步扩大市场规模，同时它也正在谋求向国外发展，力图成长为全球知名企业。Pure-Envitech公司通过生产CPVC材质的平板膜进入膜市场，另一家膜制造企业ENE公司生产的PVDF膜已经应用到放射性废水处理设备中。
虽然科龙公司进入膜市场的时间长，但是并未取得明显的业绩。相反，最近LG电子、第一毛织、晓星等一批大企业确立先进入水市场、后期进军国外市场的战略目标，积极开展开发技术和准备工作，预计数年后将会占领韩国国内市场的一定份额。
国外MBR跨国企业通过与韩国工程公司合作，强化在韩国市场的市场支配力。通用通过熊津Coway已经能够操作大规模MBR工程和工业用水循环利用前处理工程。供应PTFE中空纤维膜的日本住友与大宇工程公司、日本的三菱丽阳通过与现代工程公司合作进入韩国市场（见图1—16）。图1—16 韩国不同膜企业所占MBR份额
韩国MBR市场状况见表1—3。表1—3 韩国MBR市场状况（三）污（废）水处理市场和污水循环利用领域发展趋势
污（废）水处理市场和污水循环利用领域将变成以大企业为主的市场。在韩国国内MBR膜技术开发及发展过程中，环境新技术制度起了非常重要的作用。环境新技术制度与传统的污/废水处理工艺进行竞争，在推动膜材质的开发、MBR工艺开发、维护管理技术等方面取得了长足的进步。
在MBR膜生产过程中，由于对材质、制造、膜件化、验收等过程比较苛刻及市场规模小等因素，早期膜市场主要以中小企业为主，3近年来多家大企业也逐步进入该领域。在工程领域，10000m/d以上规模的大型处理厂几乎全由韩国国内大型工程公司垄断，低于310000m/d规模的小型项目由无数个小型工程公司瓜分，但除了少数几家之外，其他公司并没有明显的业绩。在运营领域则呈现出以韩国大型集团公司为中心的市场格局，TSK和SK集团的合作及LG电子对Hi-Entech的收购等一系列现象说明韩国污（废）水处理市场和污水循环利用领域将会变成以大企业为主导的市场。三、新加坡膜市场
新加坡的地理条件使得本土水资源十分有限，50％的水源依赖从马来西亚进口。长期以来，供水问题一直困扰着两国关系，是影响两国关系的一个重要问题。由于随时都有被切断水源的危险，新加坡在此问题上承受着巨大的压力。为保持社会经济稳步增长，新加坡政府把水资源视为国家存亡的命脉。
为了确保水源对国家社会经济发展计划的支撑，新加坡的水管理部门公用事业局（PUB）提出了国家“四大水喉”战略（FourNationalTaps），即本地集水、外购水、新生水和淡化海水等四大水源的长期计划，使供水得到保障。其主要目标是改变主要依靠雨水和马来西亚外购水的被动局面，实现水资源的多元化，赢得水源的主动权，完全实现淡水自给自足，同时实现供水成本的不断下降。
新加坡政府的规划首先强调加大新生水的利用，2010年新生水利用占用水需求总数的30％，2020年将达到40％，2060年将达到50％。其次是加大淡化海水的利用，2010年海水利用占该国用水需求的10％，2020年将达到25％，2060年将达到30％。2060年新生水、淡化海水加起来要达到80％，它将成为新加坡的主要供水水源。
2005年9月，新泉海水淡化厂项目正式启动，为新加坡开辟了一项新的水源。新泉海水淡化厂是新加坡水管理部门公用事业局首次与私人企业新加坡凯发公司合作的项目，该厂总投资2亿新元，每天可3生产13.6万m的淡水，约占新加坡全国供水量的10％，是当时世界上最大的采用反渗透膜技术的海水淡化厂，也是目前世界上售价最低的淡化水，其每立方米饮用水售价仅为0.78新元（约合3.9元人民币）。2011年4月，公用事业局和新加坡凯发公司又签署了另一个项目协议，合作建造第2家、也是新加坡最大的一家海水淡化厂，项目3将在2013年至2038年间每天为新加坡供应31.85万m淡水。
所谓新生水，就是充分利用高科技手段，回收所有的工业和家庭生活废旧水，然后经过各种过滤和消毒，使其达到可以饮用的标准。新生水的生产利用了微滤、反渗透、紫外线消毒（UV）等技术，其各项水质指标都优于目前使用的自来水，新加坡98％的民众对其持接受态度。目前新生水主要供应给工商业用户使用，由于其高度纯净，所以也是高质量晶片厂的理想用水。另有少量（2％左右）的新生水被注入国家蓄水池，与其他原水混合，最后再处理成饮用水。目前新加坡共有5座新生水厂，所生产的新生水差不多能够满足全岛30％的用水总需求。这5座厂分别是2003年投产的勿洛（Bedok）和克兰芝（Kranji），2004年投产的实里达（Sele-tar），2007年投产的乌鲁班丹（Ulu Pandan）以及2010年投产的樟宜（Changi）。其中樟宜新生水厂由新加坡胜科集团设计、建造、拥有并经营，耗资1.8亿新元，日3产量22.8万m，是新加坡规模最大的新生水厂。图1—17为2010年新3加坡5家新生水厂的处理水量比例，新生水年生产总量为5.42亿m。图1—17 新加坡5家新生水厂处理水量比例
新加坡针对新马水供纷争，确定了利用膜技术向海洋要淡水的国家战略。在开发的过程中，发现应用膜技术回收废水制备新生水的成本比海水淡化的成本更低，不但可使新加坡的废水再生循环使用，还能解决目前困扰全球的环境污染与水源短缺问题，因此，新加坡已催生了一个巨大的以膜技术为核心的环保与水务产业。新加坡依赖膜技术的开发与应用已经逐渐实现了水源供应的自给自足。
新加坡以膜技术为核心的水务产业产生了巨大的聚集效应，企业设立的研发中心由2007年前的1家增加到2011年的14家之多。Keppel（新加坡）、DHI（丹麦）以及马蒙—凯发（美新合资）等公司均设立了研发中心。Black&Veatch（美国）作为一家领先的环境工程技术公司，也在新加坡建立了其全球水务设计中心以及亚太总部。西门子水技术公司投资5000万新元在新加坡设立有60多位研究人员的全球水技术研究中心。隶属于通用能源集团的通用水处理集团与新加坡国立大学共同投资1.5亿新元，建立GE-NUS新加坡水技术中心。该中心将在新加坡国立大学设立5个分中心，聘请约100名科研人员，以凭借其全面的研发能力，就安全可用的水资源的质量、数量和费用问题开发创新方案。通用的技术专家和工程师们在该中心内开发新的解决方案，以实现低能耗海水淡化，水资源回收和更高效的水回用为目标，该中心的成立推动了水处理行业的基础技术研究和创新成果产出，同时也推动了政府和企业间的密切合作。
本地及跨国公司在新加坡设立的研究中心极大增强了新加坡在膜技术领域的研究与开发能力，也增强了其成果转化的能力。企业研究中心的汇集产生了聚集效应，提升了新加坡在国际水务产业中的地位，有助于新加坡建设环球水务中枢目标的实现。四、印度膜市场
淡水危机在印度各地都很明显，印度25％的人口居住在容易获取海水的沿海地区，因此，这些海水资源可以被开发利用来满足他们的日常用水需求。印度的政府报告指出，印度的海水淡化能力将从332008年的29万m/d增长到2015年的145万m/d。
截至2009年，印度大约有1000个海水淡化厂，总生产能力约为3291820m/d。现阶段，印度大多数海水淡化厂使用的都是反渗透膜技术。低温多效蒸馏（MED）技术主要被用在印度的大型海水淡化厂。图1—18和图1—19列出了反渗透、多级闪蒸（MSF）以及低温多效蒸馏（MED）在印度海水淡化市场中的份额。图1—20列出了印度海水淡化工程的地区分布。
印度海水淡化市场尚处在其初始发展阶段。在未来5～7年间，海水淡化市场的规模将有25.3％的预期复合年均增长率，因此将赶超世界其他水处理市场。图1—18 印度海水淡化各技术所占比例（以设施数计）图1—19 印度海水淡化各技术所占比例（以处理能力计）图1—20 印度海水淡化工程的地区分布（以处理能力计）第三节 北美膜市场
长期以来，美国一直是全球最大的膜分离市场。2006年美国膜制品市场总值达到21.1亿美元，到2011年该市场扩大到29.4亿美元。美国从1992年开始经历膜市场的连续增长期（见图1—21）。图1—21 美国膜制品市场增长状况（1992—2011年）
过去20年间，美国消费全球40％以上的膜技术产品，其中用于水处理的膜占总量的一半以上（见图1—22），用于食品与饮料行业的水处理用膜占据总量的21％～23％。随着公众对水质的要求提高以及特殊行业对水质的要求，膜组件在水处理领域的销售额在未来将继续保持较高的增长速度。图1—22 美国各行业膜及膜组件年度销售情况
在美国，微滤（MF）膜是一种市场定位比较明确且应用比较成熟的技术，广泛用于水处理的预处理部分。1996年微滤膜占据了54％的膜制品市场份额，虽然近年来微滤膜的市场份额在缓慢下降，2011年微滤膜年销售占据45％的膜制品市场份额。超滤（UF）膜特别适用于超纯水的生产，这无疑将大大促进超滤膜的销售（见图1—23）。目前超滤膜的销售落后于反渗透膜与微滤膜，但是由于其拥有巨大的增长潜力，今后几年超滤膜可能出现最高的增长率。图1—23 美国膜制品市场的销售份额及其变化一、膜生物反应器市场现状
在北美地区，20世纪90年代中期之前，由于能耗较高，MBR仅限于小型城市污水厂的应用。随着浸没式MBR的出现，MBR在城市污水处理中的应用迅速发展。截至2005年，北美地区有219个MBR城3市污水处理工程，其中17个的处理规模超过10000m/d。通用泽能是北美工业废水处理中最主要的MBR供应商。当年全球四大MBR供应商在美国、加拿大和墨西哥销售的258套装置中，有192套属于Zenon（2006年Zenon被通用收购）公司。虽然三菱丽阳公司和Zenon两家公司在全球范围销售量相差不大，但在美国市场三菱丽阳公司仅销售了2套，而且其销售的都是小型装置。2005年前，Zenon公司几乎垄断了北美地区的MBR市场（见表1—4）。表1—4 全球四大供应商在全球的装置台（套）数（2005年）注：括号内为（市政＋工业）。
根据2009年的调查，美国大型市政MBR（处理能力≥1MGD，31MGD＝3785m/d）设施数量在短短5年间增加量超过5倍，从2004年的13个工程案例上升至2009年的68个。与此同时，MBR设施的累计33处理量也从40MGD（151400m/d）上升到204MGD（772140m/d）。截至2011年底，美国已有85座大型MBR设施投入使用，总处理3量将达到345MGD（1305825m/d），见图1—24。大部分设施处理量3低于5MGD（18925m/d），但也有一些较大型的MBR已在运行或已签订合同，其中包括位于佐治亚州的Johns Creek Environmental 3Campus的处理量为11MGD（41635m/d）的MBR，以及华盛顿州的3KingCoun-try的39MGD（147615m/d）的MBR。图1—24 美国市政MBR累计建成数量
图1—25列出了美国大型市政MBR工程的分布，其中，加利福尼亚州、佐治亚州、华盛顿州、亚利桑那州和佛罗里达州的MBR工程多于其他州。这些州采取鼓励污水回用的法规和方针，推行通过明确水质需求、处理工艺来保护水资源，全面实现中水回用的战略。2011年底，加利福尼亚州和佐治亚州分别采用MBR技术实现63MGD和51MGD的处理量。对美国的85座MBR处理厂而言，提高水质及可靠性要求（55％）和占地面积限制（36％）是推行MBR技术的两大驱动力。图1—25 美国各州MBR数量资料来源：J．Oppenheimer，B.E．Rittmann，J.De Carolis，Z.Hirani&A.Kiser，Investigation of Membrane Bioreactor Effluent Water Quality and Technology，Alexandria，VA：Wate Reuse Foundation，2010。
截至2002年11月，美国已有25个州通过了再生水回用法规，16个州给出了指导方针或设计标准，仅有9个州没有相关法规或方针。加利福尼亚州、佛罗里达州、夏威夷州和华盛顿州都有水回用法规以及将再生水用作地下水补给水源和间接饮用水的法规及指导方针。由于美国需要高质量的出水，尤其要求有机物和微生物含量要低，因此这将极大地推动膜技术的应用，如微滤膜、超滤膜、MBR、反渗透膜等。二、海水淡化现状
美国是世界最早在政府支持下开展海水淡化研究的国家之一，在第二次世界大战期间就开展了早期海水淡化研究。根据全球水智（Global Water Intelligence，GWI）的数据，截至2012年8月，美国已3建成淡化工程总装机容量为624.7万m/d，其中苦咸水淡化工程最多，3占总装机规模的45％，海水淡化工程以64.7万m/d的装机规模占10％（见图1—26、图1—27）。
美国已建成的海水淡化工程中，反渗透膜淡化工程占所有淡化工程总装机规模的97％，其余为低温多效蒸馏方式。工程规模以百吨级及千吨级为主，约占工程总数量的84％，万吨级及以上的淡化工3程仅占16％，最大规模的是10.8万m/d坦帕湾海水淡化工程（见图1—28）。淡化水主要用作市政用水，占总装机规模的89.5％，此外在电力、旅游、示范、军事及灌溉等方面也有所应用（见图1—29）。图1—26 美国海水淡化工程总装机规模变化图1—27 不同原水占美国淡化装机能力的比例图1—28 美国海水淡化工程规模构成图图1—29 美国海水淡化水用途结构示意图
尽管当前海水淡化工程在美国发展缓慢，但根据GWI预测，美国将在2012—2016年间成为世界第二大淡化市场，市场规模将超过40033万m/d。目前美国计划将建的海水淡化工程规模为141万m/d，其中80％以上淡化工程为万吨级及以上工程，百万吨级及以上工程占53％，呈现出向大型及超大型工程发展的趋势。第四节 中东膜市场
中东地区占全球陆地面积的9％，人口占全球总量的5％，但水资源只占全球水资源总量的0.7％，而且分布极不均衡，大部分集中在尼罗河、两河流域及约旦河谷地区。适宜饮用的淡水正在成为中东地区一种稀缺且不断减少的生活必需品。中东地区是世界最缺水的地区之一，也是海水淡化发展最为蓬勃的地区。以沙特阿拉伯、埃及、阿联酋等为代表的国家，在海水淡化工程建设中取得了很大的成就，也为本地区的水资源短缺问题提供了有效的解决方案。
中东地区拥有丰富的海水、河水以及苦咸水资源，这些对于一个缺水的地区而言，如果能够得到资源化利用的话，就可以解决大量生活、工业、商业、农业用水问题。图1—30为中东地区2008—2011年淡化工程原水的构成。图1—30 中东地区淡化工程原水的构成（2008—2011年）
自2008年起，中东地区淡化工程的建设给该地区带来了大量的水资源补充，而且增长趋势明显。2008—2009年增加的合约项目能3带来80.9万m/d的淡水补充；2009—2010年增加的合约项目能够带3来约166.2万m/d的淡水补充；2010—2011年新增加的合约项目将提3供145.4万m/d的淡水补充。每年大幅度增加的海水淡化能力，很大程度上缓解了中东地区水资源短缺的现象。
中东地区进行海水淡化工程建设的企业相对集中，这些企业在海水淡化市场有很大的优势，不仅具有先进的技术，而且拥有承建重大工程的能力。中东地区近3年建立的海水淡化工程主要由Wetico、通用、AES等大型公司承担，它们不仅在工程数量上占据很大优势，而且总处理能力上也占据领先地位，表1—5为各公司2008—2011年间在中东地区的海水淡化能力的增长情况。表1—5 各公司在中东地区的海水淡化能力的增长情况（2008—2011年）
随着海水淡化事业的不断发展，其他企业也将不断进驻中东市场，从近三年的市场情况来看，通用、Wetico、AES三家公司所签约和建造的工程数量及其海水淡化能力都处在行业内的前列，依然占据着较大的市场。但海湾地区也有一些本土企业从事海水淡化工程，如VWS Saudi Arabia，同时，海湾国家也在不断进行技术创新与改革，使其市场占有率不断提高，这为海湾地区在未来的水源供应提供了有力的保障。一、沙特阿拉伯
沙特阿拉伯不仅在石油储藏和出口量上独占鳌头、闻名于世，同时也是世界上海水淡化发展非常发达的国家，被誉为世界第一海水淡化工业国。沙特阿拉伯目前是世界上最大的淡化海水生产国，其年海水淡化量占世界总量的24％左右。目前沙特在海水淡化方面处于快3速发展阶段，2012年其海水淡化规模达到每年12.7亿m，比上年增3长了4％。预计到2015年，将达到每年20亿m的海水淡化规模。2008—2011年，沙特阿拉伯的海水淡化工程建设进度很快，每年合约项3目都较多，而且处理能力在1000m/d以上的工程项目所占比例也较大，年处理能力也增长迅速，表1—6为2008—2011年沙特阿拉伯签约的海水淡化工程数量和新增处理能力变化情况。表1—6 沙特阿拉伯海水淡化发展情况（2008—2011年）
在新增的海水淡化处理能力中，反渗透膜工艺占的比例最大，3年其在处理能力方面所占比例分别为99.9％、32.3％、60.1％，由于2009—2010年韩国斗山集团（Doosan）签约建设了一个大型的多级闪蒸（MSF）海水淡化项目，使得反渗透膜在处理能力比例方面下降，但是在数量上反渗透膜项目占据绝对优势。反渗透膜不仅使海水淡化成本低于多级闪蒸，而且对于其他海水淡化方式也具有独特的优势，是今后海水淡化的发展重点。
在沙特阿拉伯签约建设的海水淡化项目中，斗山、Wetico、通用、AES等占据了主要的市场，在所有的工程建设中，韩国斗山集团在2009—2011年间签约建设了4个MSF项目，总处理能力达到了114.773万m/d，占到沙特阿拉伯海水淡化总体处理能力的66.48％，远远超过其他公司。图1—31展示了除了斗山集团以外的其他五大公司在2008—2011年的总体海水淡化能力，这些公司采用的均是反渗透膜工艺。在沙特阿拉伯进行海水淡化工程建设的企业中，建设工程的数量集中在Wetico、AES、VeoliaE nvironment和VWS Saudi Arabia这几个大型企业（见图1—32）。图1—31 各公司在沙特阿拉伯的海水淡化能力总体情况（2008—2011年）图1—32 各公司在沙特的海水淡化工程数量比例（2008—2011年）
在海水淡化项目的管理上，沙特阿拉伯采取政府引导与市场化运作相结合的模式，在保证政府对淡化水控制权的前提下引入竞争机制，允许私营企业和国外企业介入，由此进一步降低海水淡化工程的建设投资和运行成本。BOT模式（Built-Operate-Transfer，建设—经营—转移）是沙特广泛采取的融资模式。二、阿联酋3
阿联酋年人均水资源量不足900m，是全球水资源很匮乏的国家之一。由于炎热干燥的气候条件及较高的生活水平，阿联酋全国人均3日用水量超过7m，仅次于美国和加拿大，位居世界第三位。
阿联酋在海水淡化技术与规模方面处于世界领先地位，截至32011年，全国共有70座海水淡化厂，每年可产淡水13亿m，占海湾合作委员会六国海水淡化总量的41％。目前，全国用水总量的37％来自海水淡化，98％的工业和生活用水由海水淡化厂提供，而农业用水中海水淡化水的比例不到10％。为满足日益增长的农业用水需求，未来阿联酋政府计划投资50亿美元，与沙特合资新建两座海水淡化工厂。预计到2016年，阿联酋海水淡化量将在现有基础上增长376％，达到日产1410万m的规模，以缓解目前农业对于地下水资源的过度依赖状况。
近几年，阿联酋的海水淡化事业发展稳定、迅速。表1—7列出了2008—2011年阿联酋海水淡化工程和海水淡化能力的发展情况，可以看到其处理能力增长迅速，而且工程建设也是稳定增长。表1—7 阿联酋项目签约建设情况（2008—2011年）
在阿联酋进行海水淡化的公司，其处理能力和工程建设没有被少数公司垄断，如Aquatech International Company在阿联酋所建设的工程处理能力很大，但是其工程数量很少。在海水淡化处理能力上，排在前几位的分别是Aquatech Interna-tional Company、GE、Concorde Corodex Group和Canadian Crystaline Inedia（见图1—33）。在工程数量方面，有些公司专重小型的海水淡化工程，如CorodexIn-dustry，其建设工程较多，但是单个工程的处理能力不大，图1—34展示了各公司工程数量比例。图1—33 各公司在阿联酋的海水淡化能力总体情况（2008—2011年）图1—34 主要公司在阿联酋的海水淡化工程数量比例三、埃及
目前埃及越来越重视本国海水淡工程化的发展。2011年埃及饮用水控股公司主席赛义德表示，埃及将为在马特鲁、霍尔格达、南西奈和北西奈四省建设的四个海水淡化厂进行国际招标，招标将基于BOT模式进行，投资方将获得25年运营权。其中马特鲁省位于地中海沿岸，霍尔格达、南西奈和北西奈靠近红海，由于距尼罗河较远，上述地区居民用水长期紧张。上述四个海水淡化厂建成后，运营方将以政府补贴价向居民供水。2008—2011年间，海水淡化工程在埃及发展迅速，每年工程数量增长迅速，而且处理能力也增长稳定（见表1—8）。表1—8 埃及项目签约建设情况（2008—2011年）
在埃及进行海水淡化建设的企业较多，多家企业的竞争也使得淡化处理能力及工程建设的数量均分散到不同企业。在海水淡化处理能力上，GE、Desalia、Inter-national Hydro System等公司较强，市场占有率有一定优势，相互之间的差距不大（见图1—35）。并且在工程建设数量上，各大公司的市场占有量也不是特别突出，工程数量的比例差别也不大（见图1—36）。图1—35 各公司在埃及的海水淡化能力总体情况（2008—2011年）图1—36 各公司在埃及的海水淡化工程数量比例四、以色列
以色列是一个水资源十分匮乏的国家，而且其水资源尤其是地下水普遍存在盐度高的问题，其境内分布着不同浓度的咸水资源，这对于其海水淡化工程的发展是天然的优势。并且，海水淡化对于以色列而言也是解决水资源短缺势在必行的途径。近些年以色列海水淡化事业发展不断加速（见图1—37）。图1—37 以色列海水淡化能力变化（2008—2010年）
以色列政府及水资源委员会对于海水淡化工程的建设给予很大的支持，以色列政府对于淡化工程的兴建多数采用BOOT模式（Build-Own-Operate-Trans-fer，建造—拥有—运营—转让）或BOO模式（Build-Own-Operate，建造—拥有—运营），承包商往往是私人企业家。政府对初期投资给予支持并在合同中确定工厂生产后由政府保证的最低购买量，以降低投资者的风险。与以色列合作的企业主要是通用公司，以色列的海水淡化项目基本上都是与通用公司签约建设。第五节 欧洲膜市场
欧洲膜市场在10亿美元以上，其中医药和生物技术方面应用约占20％，食品和饮料占15％左右。德国是该地区最大的膜市场，约占30％，同时，德国也是膜生产机械设备制造大国，其加工水平世界一流，有制作各种中空纤维膜的生产线，并已形成专业公司。
在欧洲整个膜市场中，微滤膜占据主导地位，约占总销售额的46％，随着各行业，特别是制药工业各项标准的日益严格，微滤膜将会有更大的发展。其次是超滤膜，约占销售收入的23％。反渗透膜和纳滤膜共占17％，电渗析（ED）占11％。虽然近年来纳滤膜得到了很快的发展，但与微滤、超滤和反渗透膜相比，纳滤膜在总销售收入中所占比例还比较小（见图1—38）。图1—38 欧洲膜及膜组件销售状况一、欧洲膜生物反应器的应用（一）欧洲MBR发展历史
在欧洲，早期的MBR主要用于垃圾渗滤液处理。到20世纪90年代，欧洲有30多个MBR垃圾渗滤液处理工程投入运行，MBR开始应用于欧洲的工业废水处理，而应用于城市污水处理始于1996年。随着浸没式MBR的出现，MBR的应用范围逐渐扩展到食品、化工、啤酒等其他工业废水的处理中。在2002—2005年的几年间，欧洲MBR污水处理工程以每年70个以上的数量增加，其中工业废水MBR处理系统占50个以上，城市污水MBR处理系统有20个以上。截至2006年，3欧洲已有300多座处理能力大于20m/d的工业废水处理工程投入运3行，平均处理能力达180m/d（见图1—39）。图1—39 欧洲MBR应用发展历史（二）欧洲工业废水处理应用MBR概况
由于MBR既适用于难处理的工业废水，也适用于以再利用为目标的废水处理，因此，在欧洲，MBR工程广泛应用于各个行业。相较于城市生活污水处理，MBR在工业废水处理方面更有竞争力，目前已经成功应用于食品、啤酒、石化、屠宰、医药、垃圾渗滤液等行业的工业废水处理。在欧洲，应用MBR工程处理最多的是垃圾渗滤液和海运废水，其次在化工、制药等方面也有较多的应用。目前，欧洲的工业废水处理市场已趋于成熟，MBR被视为“最佳实用技术”，其推动力主要来自于欧洲各国和欧盟的法规以及企业内部污水回用的经济效益。按照目前的发展趋势，欧洲每年将新建50～60个MBR工业废水处理系统。图1—40是MBR在欧洲工业废水处理中应用的比例（按装置数量计）。图1—40 MBR在欧洲工业废水处理中应用的比例（三）欧洲MBR市场整体分布
2005年，欧洲有17个国家拥有MBR设施，共有483个MBR工程应用案例，其中德国应用的最多，共有101座MBR处理设施，其次为意大利和英国，分别有84座和82座MBR处理设施（见图1—41）。截至2008年，MBR在欧洲的应用发展一直迅速，由原来的17个国家发展到24个国家，MBR工程应用达到801座，增长了65.8％。其中MBR工程应用增加最多的是意大利，三年增加到149座，超过德国成为欧洲应用MBR最多的国家（见图1—42），其次是德国和英国，MBR处理设施分别为132座和123座，而西班牙从原来的47座增加到111座。图1—41 欧洲各国MBR应用所占比例（2005年）图1—42 欧洲各国MBR应用所占比例（2008年）
意大利是欧洲地区最先接受MBR的国家之一，主要应用于中等规模和小规模的市政和工业MBR系统，只有少数的大规模MBR处理设施。2005年意大利的MBR市场规模大约为1210万美元，到2011年这6年间年增长率大约为11.5％，而从MBR处理设施数量变化来看，基本保持每年21％的稳定增长。由于MBR在处理污水时有很多优势，因此意大利将会有更多的MBR处理设施建成。另外，意大利的MBR工程主要应用的膜厂商有通用、久保田、西门子、科氏以及东丽等。
德国第一个MBR处理设施于1999年投入使用，处理规模大于500p.e.，同年一共建成17个MBR处理设施，处理能力为700～80000p.e.。目前，德国有大量4～40p.e.的小规模MBR处理设施，大多数位于废水较为分散的环境敏感区域。德国的MBR处理设施广泛应用于工业废水处理中，主要为垃圾填埋渗滤液处理和医药、食品行业的废水处理，2007年有50～60个MBR设备投入运行。另外，MBR在德国的海事应用上也较多。德国的MBR市场相对较成熟，主要与其对水质的严格要求有关。
与其他国家相比，英国的MBR市场相对成熟，MBR技术在英国的市政污水及工业废水领域均有10年以上的运行经验。2000年英国建成了Swanage大型市政MBR工程。早期英国的MBR市场由久保田和Zenon公司主导，但随着MBR市场的成熟，膜供应商越来越多，目前大多数MBR的主要膜供应商在英国市政污水及工业废水中均有相应份额。由于欧盟立法日趋严格和土地资源的紧张，MBR技术在英国仍有很大的发展前景。
西班牙采用MBR技术比其他欧洲地区要晚，最早的市政MBR处理厂于2003年建成使用，但西班牙的MBR市场比周边国家的发展快很多。相比其他欧洲国家，西班牙的MBR设备主要应用于中等规模的市政和小规模的工业废水处理设施，也有少数大规模市政污水处理厂。而在工业废水处理方面，西班牙的MBR应用主要以食品饮料业3为主，处理量最高为11000m/d，此外在渗滤液处理、化妆品和医药行业中也有应用。据估计，西班牙2005年的MBR市场市值约13亿美元，到2011年的年均复合增长率为16.8％，处理设施数量年增长率为33％。工业领域污水回用率的提高、处理设施空间的局限以及污水处理成本的增加，导致MBR在西班牙发展迅速。二、欧洲海水淡化概况
从1960年到1985年，欧洲建设的海水淡化厂几乎都是热法淡化厂。从1985年到2007年间，欧洲海水淡化厂数量急剧增加，其中膜法反渗透海水淡化厂占大多数，尤其在西班牙，反渗透海水淡化厂应用较多，规模最大产水量甚至能达到日产百万吨。从世界海水淡化市场来看，欧洲海水淡化约占13％，并且欧洲很多海水淡化厂都与新能源技术结合，配套建造了一部分风能淡化厂和太阳能淡化厂。
由于地中海气候的影响，地中海沿岸淡水资源相对紧缺，因此欧洲的海水淡化厂主要分布在地中海沿岸（见图1—43）。另外，在德国、英国、荷兰等非地中海沿岸国家中，也有较多海水淡化的应用。图1—43 地中海沿岸各国海水淡化分布（一）西班牙
西班牙是地中海区域比较干旱的国家，水资源相对不足，而欧盟把海水淡化作为区域政策重点，对地中海沿海成员国在海水淡化工程建设方面给予资金支持，其中对西班牙的海水淡化工程项目提供了80％左右的资金支持。
1964年西班牙在加那利群岛建立了首个海水淡化厂，这也是欧洲建立的第一家海水淡化厂，这使西班牙成为了欧洲最大的淡化技术使用国家。自2006年起，西班牙推动一系列水资源计划，以期每年3新增提供10万m新水源，而其中来自海水及微咸水淡化的将占50％，淡化水主要为西班牙东南部地中海沿岸城市及其旅游业发展提供淡水，其次用于农业灌溉和工业生产。
目前，西班牙是世界第四大海水淡化国家，排在沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国和科威特之后。国内共有900多家淡化厂，日产水量3超过500万m，可为800万居民提供日常用水。同时，西班牙积极开拓国际海水淡化市场，目前在印度、中东和北美市场占据重要位置。（二）意大利
意大利的海水淡化工程主要集中在西西里岛，西西里岛面积较大、人口众多，岛上大部分地区长期缺水。20世纪70年代，西西里岛就采用了淡化技术以缓解淡水紧张的局面。2
目前西西里岛有27套淡化装置，2008年日产水量为13.5万m，占饮用水总量的15％～20％，其中Gela海水淡化厂采用反渗透膜技3术进行海水淡化，总产水量为15000m/d。（三）阿尔及利亚
为了缓解水资源短缺问题，阿尔及利亚一直致力于海水淡化厂的投资建设，以支持国家石油和钢铁工业的发展。为供应地中海沿岸的城镇用水，阿尔及利亚在2002年建设了21个小规模的反渗透膜法海3水淡化厂，不过其中大部分的淡化能力低于5000m/d，其中14个淡化厂位于中部沿海地区，2003年这些淡化厂已开始运营产水。（四）英国
英国应用海水淡化技术较晚。随着气候变化及人口膨胀，伦敦淡水资源日益紧缺，因此英国也开始采用海水淡化来缓解水资源压力。2010年6月，英国第一座淡化厂——ThamesGateway水处理厂启用。它位于东伦敦区泰晤士河北岸，对从泰晤士河抽取的苦咸水进行淡3化，产水量为150000m/d，采用了先进的反渗透膜技术。参考文献
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B．Lesjean，E.H．Huisjes，Survey of the European MBR Market：Trends and Perspectives，Desalination，2008，231（1-3）第二章 中国膜产业发展概况第一节 中国膜市场发展状况一、中国膜市场概况
经过50多年的发展，中国膜产业逐渐走向成熟。最近15年是中国膜产业的高速增长期，我国膜产业总产值从1993年2亿元上升到2010年300亿元（膜行业总产值是指膜制品、膜组件、膜附属设备及相关工程的总值，其中膜制品与膜组件是整个行业的核心）。图2—1为中国膜行业总产值近20年的增长状况。预计我国膜市场到2015年将高达500亿元，膜技术应用前景十分广阔。图2—1 中国膜行业总产值增长状况（1993—2010年）
1999年，全球膜行业总产值在200亿美元左右，中国膜行业的总产值约为28亿元人民币，仅占全球总产值的1.7％。到2009年，全球膜行业总产值达到450亿美元左右，其中膜制品市场为80亿美元。同年，我国国内分离膜制品市场约为60亿元人民币，加上相关工程，市场规模达250亿元人民币。根据国家环境保护膜分离工程技术中心进一步的研究和估算，2010年我国膜制品销售额大约为71.3亿元人民币，其中反渗透/纳滤膜为26.8亿元人民币，超滤/微滤膜为44.5亿元人民币，如果不计特种分离膜，仅中国市场上的通用膜规模就已占全球市场的20％～30％，因此，中国市场已经成为全球最大的膜产品销售市场。
超滤/微滤膜在中国目前膜产业中企业数量、产品种类、型号均最多，是能与国外产品相抗衡的领域。应用领域涉及生化制药、MBR、电厂水净化、钢厂冷却水净化等。此外电渗析、离子交换膜、气体分离膜、渗透汽化膜、蒸汽渗透膜等都已经初步实现产业化，具有一定的市场规模和应用前景。二、RO膜市场
我国于1967年开始研制反渗透膜，1986年醋酸纤维素非对称RO膜实现产业化，20世纪90年代中期以来，又相继从国外引进芳香聚2酰胺复合膜生产线4条，设计生产能力累计在450万m/y以上。国内反渗透膜市场在1996—2005年10年内规模扩大了13倍，累计引进的RO3膜元件的水处理能力约为1000万m/d。近年来，RO水处理工程呈现出大型化、集约化的趋势，单项工程合同金额已突破亿元大关。
在中国整个膜市场中，用量最大的是反渗透膜，大约占膜行业市场份额的56％，其中国外品牌占领了约85％～88％的市场，美国陶氏化学公司和海德能公司分别占26％～30％的市场，剩余的被日本东丽、韩国熊津等公司占领。在2005年，国产的反渗透膜仅占2％～3％的市场份额，但截至2010年，反渗透膜国产品牌的市场占有率已上升至13％以上（见图2—2），局部地区国产反渗透膜的应用率已达到20％～40％。目前我国的反渗透膜技术已经非常成熟，性能有了很大提高，膜的脱盐率也得到增强，并在国际市场受到欢迎。
另外，国产品牌在性价比方面与国外同类型产品相比也具有很大优势。在性能方面，北京时代沃顿公司生产的产品在抗氧化、抗污染能力等方面都非常优秀，其销售额每年以40％的速度增长，并且出口销售额已经占到该公司整体销售额的40％，出口主要面向欧美、东南亚等地区的国家。
国内企业在RO膜生产的工艺上已经十分成熟和完善，因而已实现了RO膜的全系列生产，低压纯水膜制作技术更为成熟。但是由于国内企业生产设备的控制精度不高，如缺乏灵敏的厚度在线控制、化学药剂浓度控制、温度传感控制和张力传感控制等，加之技术引进时未获得最优最新的生产工艺和生产方法，从而使海水淡化膜和超低压RO膜至今还很难实现规模化稳定生产。图2—2 中国RO膜市场份额
此外，国产RO膜元件的抗污染性、抗清洗性、抗氧化性稍差，与国外最优秀产品相比尚存2～5年的差距。在RO膜元件制作所使用的50余种原材料和辅料中，聚酯无纺布、浓水隔网等至今尚未实现国产化。三、UF/MF膜市场
2010年中国超滤/微滤膜市场销售总额44.5亿元，数量达到82万2支，国内的年产能达4000万m，远超市场总需求。同期国内反渗透市场销售达到23.7亿元，销售总量（折算8寸组件）为47.5万支。
超滤膜作为目前最有效的水预处理方法，在国内开始迅速普及。相对于反渗透膜强大的市场占有率，目前超滤膜还没有形成较大的市场占有率，但是在近两三年超滤膜开始翻倍增长，进入发展关键期。
与反渗透膜市场被陶氏和海德能两大巨头占据所不同，目前国内的超滤膜市场还没有形成垄断局面。目前的市场格局如下：以科氏为代表的几个国外知名品牌占据了国内高端市场，中低端市场被国内众多超滤厂家瓜分，其中的代表企业有天津膜天和海南立昇（见图2—3）。天津膜天是国内最早开发出PVDF系列中空纤维膜产品及成套装置的公司，也是国内在该方面技术最成熟的公司，它在中空纤维微滤膜、超滤膜的相关研究技术上已达到很高水平。现在国内的超滤膜企业正在以燎原之势发展壮大。图2—3 中国UF/MF膜市场份额（2010年）
尽管中国膜产业的整体水平与国外相比还有差距，但并不是全面落后，有些企业的产品甚至超过了国外水平。例如海南立昇公司的专利产品聚氯乙烯合金超滤膜，是中国民族膜品牌的一个突破，其在截留性能、抗污能力、使用寿命和耐碱性等方面均已超过了国外产品，而价格仅为国外同类产品的50％左右。目前该产品已经在欧美、日本、韩国、中国台湾等国家和地区获得了应用。四、MBR市场状况
随着现代工业迅猛发展，城市规模不断扩大，城市用水量和废水排放量持续增加，造成城市水资源日益不足，水质日趋恶化。虽然中国对MBR的应用研究起步相对较晚，但发展非常迅速，最近几年在技术应用方面与国外几乎同步，并且部分领域在世界上有领先优势，这主要是因为中国对于MBR技术的需求远比国外迫切且市场潜力巨大。
随着膜材料价格的稳步下降，对于中国城市污水的处理和回用，MBR已成为一种很有吸引力和竞争力的技术选择，并逐渐进入大规3模商业化应用阶段。密云污水处理厂再生水厂（45000m/d）、内蒙3古金桥污水处理厂（31000m/d）、北京北小河污水处理厂33（60000m/d）、北京温榆河污水处理厂（100000m/d）等大型MBR污水处理工程近五年已相继投入运行。
目前，国内外主要商业化的MBR膜组件及其性能参数如表2—1所示。表2—1 中国市场主要低压膜组件及其性能参数
当前，中国已经成为世界MBR工程应用增长最快的国家，特别是自2005年以来，新建大中型MBR处理量的年增长率均大于100％。据估计，中国今后五年内MBR技术产业将以20％～30％的年增长率高速发展，远远高出国际平均增长率。第二节 中国膜产业发展现状
目前，膜技术在全球范围内广泛地应用于污水回用处理、海水淡化、苦咸水淡化、超纯净水等行业，2011年全球膜市场销售额达到110亿美元，并以每年20％的幅度递增。一、中国膜产业概况
膜产业作为一种新兴产业在中国正得到前所未有的重视，2010年发布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将高性能膜材料列入战略性新兴产业。2011年发布的《国家“十二五”科学和技术发展规划》对我国膜材料领域的发展提出了明确且具体的要求：“造就一批膜材料领域的高素质研发和产业化团队，重点膜材料国内市场占有率提高30％以上。”目前中国膜产业呈现高速增长的态势，膜工业总产值从1993年的2亿元上升到2010年的300亿元，2015年我国膜产业有望突破500亿元。可以预见，中国膜产业将迎来产值大幅增加的黄金十年，并将带动的相关产业迅猛发展。
但是，我国膜材料的开发起步较晚，自主创新能力不强，主要膜材料长期依赖进口，高端产业、低端环节现象严重；企业规模普遍较小，目前我国膜产业300亿元的市场被上千个企业分割，产值过亿的规模企业很少；应用层次偏低，应用领域偏窄。我国膜技术产业亟须科学整合，提高发展质量。二、中国膜企业布局
经过长期发展，我国膜产业的地域特色基本成型。据初步统计，截至2012年8月，中国膜工业规模以上企业接近400个，主要集中于华北（约100个）与华东地区（约220个），其中北京75个，江苏56个，上海53个，浙江50个。具体分布如图2—4所示。图2—4 中国膜企业地理分布
内资膜企业普遍规模小、研发能力弱、资金短缺。年产值亿元以上的企业只占4％（大都有外资投入的背景），年产值1000万元以上的厂家约占8％～10％，剩下约85％的企业均为年产值在500万元左右的中小企业（见图2—5）。图2—5 中国膜企业年产值分布
根据膜企业的规模与产值，同时参考企业参与国内外膜行业会议与环保展览的状况以及网络、公共媒体（如中国水网、慧聪水工业网、中国水工业网）近年来对中国膜企业知名度、品牌满意度、品牌提及率调查结果，我们筛选出45家在国内较有影响的膜企业，其地理分布如图2—6所示。北京中关村的膜知名企业以内资特别是民营资本为主，而上海的膜知名企业以外资为主。外资膜企业如美国通用、日东电工集团美国海德能、陶氏、三菱丽阳、凯发集团、诺芮特等膜企业在中国的总部主要设立在上海。在内资企业中，除天津膜天、海南立昇、厦门三达、山东招金膜天外，几乎国内知名的膜生产商、膜工程公司均集中在北京、上海、江苏、浙江四地。图2—6 中国膜知名企业地理分布三、中国膜企业的创新能力
中国膜企业的创新是多方面的，其中包括技术、产品、服务和营销各方面的创新。通过技术创新使产品获得更优异的性能，通过技术进步和严格质量管理获得过硬质量；通过技术进步获得价格优势，因而带来更广泛的市场；通过提供多样化的膜产品以取得细分市场的竞争优势；依托长期的工程实践经验和人力资源为用户提供全方位的技术服务。
近年来，我国的膜制造技术创新已经迈出了坚实的步伐，其中包括使用廉价的聚氯乙烯材料制备毛细管膜，热致相分离法制备聚偏氟乙烯毛细管膜、渗透汽化膜和平板式MBR膜的产业化等。海南立昇在世界上率先实现了利用廉价的工程塑料——聚氯乙烯材料生产优质超滤膜，解决了超滤膜生产成本和运行费用过高的问题，使单位面积售价降低到百元以内，其结合公司专利“合金膜”技术所生产的产品具有精度高、能耗低、抗污染、通量大的突出优点，使超滤技术替代传统过滤工艺，实现大规模应用成为可能。以坎普尔公司为首的中国膜企业在“热致相分离法制备聚偏氟乙烯毛细管膜”方面作出了突出的贡献，推动了膜产业尤其是膜制备领域的快速发展。
江苏久吾高科技股份有限公司已经形成具有自主知识产权的无机陶瓷膜整套技术。主要包括陶瓷滤膜、膜实验设备、陶瓷膜成套设备、有机膜成套设备和陶瓷膜组件五大类。该公司的陶瓷膜在多个领域取得成功应用，并在浦口建成全球最大的陶瓷膜生产基地。
金科水务工程（北京）有限公司对超滤/微滤膜系统的水力学研究是业内具有前瞻性的应用研究，该研究为大型和超大型膜滤系统的制造打下了理论基础。公司与国内著名研究机构合作，对大型膜处理系统内的水力学进行研究、模拟、优化，成功开发出目前世界最大单套处理能力的超滤膜装置。单套超滤膜装置最大处理能力可达3320000m/d（污水处理及再生回用）～30000m/d（给水处理）。北京33清河再生水厂二期工程，平均产水能力为18万m/d（峰值24.5万m/d），该工程即系统采用了金科公司12套超滤膜处理装置，平面占地2约为900m，占地面积可节省30％～40％。
从国家专利局自1985年9月10日到2012年9月30日公布的全部中国专利信息，可整理出各公司的国家发明专利、实用新型和外观设计3种专利数，见表2—2。表2—2 国内主流膜企业在发明专利领域的比较
如表2—2所示，从专利总数上看，全国拥有专利数超过30的企业共四家，其中三家位于北京中关村；从国家发明专利、实用型专利、外观设计专利等角度来看，北京的膜企业也占较大优势：专利总数排名前五的企业中超过一半都是北京的膜企业。四、中国膜企业在国内市场的影响力
如表2—3所示，中国膜企业承担近百项的国家重大示范工程，应用范围包括污水再生水、自来水厂深度处理改造、海水淡化、河流水资源利用等，涉及市政、石化、电力、钢铁等多个部门。表2—3 主要膜企业的典型膜工程
中国膜企业在开拓国际市场方面也已取得重要进展，立昇、坎普尔、特里高、时代沃顿等公司的膜产品与工程业绩遍布全球。
截至2011年底，坎普尔公司的坎普尔品牌系列超滤膜产品在中3国的应用业绩已超过230万m/d；坎普尔品牌系列EDI产品在中国的3应用业绩已超过42万m/d。坎普尔品牌系列超滤膜产品在加拿大、中国、美国、日本、韩国、越南、印度尼西亚、新加坡、阿联酋、荷兰、澳大利亚、意大利等国均有应用。坎普尔公司超滤膜和EDI被选用于中国首个工业园区污水“零排放”项目——江苏省张家港“工业园污水处理零排放”，该项目荣获国际水协（IWA）颁发的2010年全球项目创新奖的荣誉奖。
立昇的产品广泛应用于市政供水、生产用水处理、污水处理及其回用、城市家庭饮用水净化、农村改水、公共场所直饮水等领域，出口全球40多个国家和地区，在包括可口可乐、麦当劳、丰田汽车、荏原集团、英特尔、LG等世界500强企业在内的全球超过600家企业和工程中得到应用，家庭用户数也超过50万户。
招金膜天业务涉及安全优质饮用水净化、生活污水处理与中水回用、工业废水处理、海水淡化等领域。系列膜产品不但遍布全国各地各个领域，而且大量出口到俄罗斯、日本、马来西亚、加拿大、新西兰、新加坡等国。
北京特里高公司目前已经在世界52个国家建立了代理商，并同世界众多知名公司建立了长期合作伙伴关系。其中包括德国Berghof公司、西班牙Ecogest公司，西班牙Hidro水务集团、日本Aquagiken公司、印度Veolea集团、沙特WPSA、阿曼AlAnsari以及美国Clarcor等公司，成功实现了特里高与国内外合作伙伴共同发展的愿望。该公司的TRIPURE中空纤维超滤膜在国内外都有应用工程案例，主要应用于中国、泰国、以色列、美国、日本、欧洲、中东等国家和地区。该公司的TRIPURE系列产品在饮用水及污水回用领域的应用较多，3且处理量较大（1000～3000m/d），多采用UF及UF＋RO工艺进行处理，另外在海水淡化及螺旋藻浓缩方面也有少量应用。除此之外，TRIPURE中空纤维膜在希腊、澳大利亚、韩国、印度尼西亚、印度、马来西亚、新加坡、约旦和利比亚等国家也有工程应用案例。
北京时代沃顿的工程业绩主要集中于锅炉补给水、工业用水、中水、电子工业用水、饮用水等领域。该公司的VONTRON反渗透膜产品已通过美国NSF认证，广泛应用于海水淡化、饮用水纯化、污水净化、浓缩提纯等领域，并远销意大利、西班牙、德国、土耳其、韩国、日本、越南、马来西亚、泰国、新加坡、巴西等国家，该公司在这些地区也拥有自己的代理经销商和固定客户群。参考文献
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本节数据来源于汤森路透（Thomson Reuters）知识产权与科技®信息集团出品的Web of Knowledge（WOK）平台Web of Science数据库Science Citation Index-Expanded TM（科学引文索引，通常称为SCI）子库。利用Analyze Results工具对1993—2011年关于膜技术的文献进行计量分析，内容包括全球和中国的论文发表数年度变化、研究机构实力比较以及全球应用领域分布和各国研究实力比较，并根据这些数据来分析比较全球和中国膜分离技术的研究进展和趋势。一、论文发表数年变化
1993—2011年，SCI共收录主题为反渗透（reverseosmos* or“reverseosmos*”）、纳滤（nano*filtrat*or“nanofiltrat*”）、超滤（ultra*filtrat*or“ultrafiltrat*”）和微滤（micro*filtrat*or“microfiltrat*”）4种膜过程的论文27688篇。在这4种膜过程中，超滤所占的比例最大。其论文数在最初几年甚至比其他3种之和还要多，而且增长速度也较快。反渗透、纳滤和微滤的论文数稳步增长，说明对它们的研究工作尚处于蓬勃发展阶段（见图3—1、图3—2）。值得说明的是四种膜过程的论文互相交叉，论文总数是四种膜过程加和的80.2％。二、膜应用领域分布
这27688篇论文分别属于工程、水资源、化学、材料、环境等118个学科分类。从数量上看，工程类的论文最多，其次是水资源、化学和材料。从各学科1993—2011年论文数增长的速度来看，工程和水资源类论文数增长最快，而医学、食品科学和生物类论文数变化不大（见图3—3和图3—4）。图3—1 各种膜过程的论文数（1993—2011年）图3—2 各种膜过程论文数的年变化（1993—2011年）图3—3 不同应用领域论文数的分布（1993—2011年）图3—4 不同应用领域论文数的年变化（1993—2011年）三、国家/地区研究实力比较
这27688篇论文共来自129个国家和地区（其中286篇论文不包含该字段）。其中论文数最多的前10名国家发表论文共占总数的72.0％。美国发表了5871篇，占总数的21.2％，遥遥领先于其他国家；论文数在1000篇以上的还有中、法、德、日、英、加、西、韩、意、荷10个国家；共有94个国家发表论文数在100篇以上（见图3—5）。图3—5 论文的国家/地区分布（1993—2011年）
从国家/地区发表数年度变化来看，除日本发表的论文数有所减少外，法国、德国、英国等国家多年来的论文数稳中有升，而美国呈现出明显的增长趋势，数量始终处于第一位。中国论文数量的增长最为明显，从1993年的3篇飞速增长至2011年的404篇，2005—2011年间论文数仅次于美国（见图3—6）。图3—6 国家/地区论文数年变化（1993—2011年）
从论文引用情况来看（见表3—1），无论是总被引频次、篇均被引频次还是H指数（H-index），美国都领先于其他国家。中国虽然论文总数位居第二，但篇均被引频次和H指数在论文数最多的10个国家中均非常靠后。表3—1 论文数排名前10位的国家（1993—2011年）四、研究机构实力比较
除法国INRA、中国CHINESE ACADSCI、新加坡NATL UNIV SINGA-PORE、澳大利亚UNIV NEWS WALES、美国UNIV ILLINOIS和印度INDIAN INSTTECHNOL发表论文数达到200篇以外，排名7～41的研究机构发表论文数均在100～200篇之间，另外还有11430个研究机构发表数在100以下。在排名前20的机构中，中国和美国各有3个，新加坡、法国和荷兰各2个，俄罗斯、意大利、韩国、澳大利亚、印度、比利时、日本和加拿大各1个（见图3—7）。图3—8显示了发表论文数前10位国家的研究机构数，其中美国发表SCI论文的机构最为分散，其次是德国和法国，而中国、韩国等国发表SCI论文的机构相对集中。图3—7 论文数排名前20位的研究机构（1993—2011年）图3—8 国家/地区发表论文的研究机构数（1993—2011年）五、来源出版物
这27688篇论文共来自2534种出版物。其中论文数最多的前20种出版物发表论文共占总数的43.2％。Desalination（脱盐，IF＝2.590）和Journal of Mem-braneScience（膜科学技术，IF＝3.850）分别发表了3128篇和3058篇论文，共占总数的22.3％（见图3—9）。图3—9 论文数排名前20位的来源出版物（1993—2011年）第二节 SCI收录中国膜技术论文分析
本节对SCI数据库收录的关于膜技术的论文中国家/地区字段为中国的2300篇论文进行计量分析。一、论文发表数的年变化
由图3—10可以清晰地看出，近年来我国膜分离技术领域的研究取得了突飞猛进的发展。与世界的整体趋势相仿，中国超滤膜的论文数最多，增长得也相当快。微滤、纳滤和反渗透膜紧随其后。与世界不同的是，中国各种膜过程的研究在这10几年间几乎都是从无到有，再到飞速发展，尤其是2005年以后更加势不可当。相信随着中国膜分离技术应用的日益广泛、人才的大力培养和在国家战略的强大推动下，这一强劲的发展势头仍将持续。二、研究机构实力比较
中国发表膜技术的SCI论文在各研究机构中的分布相对世界其他国家较为集中，在SCI发表论文的机构总数为982个，远比美国的2962个、德国的1791个和法国的1710个要少（见图3—8），但单个研究机构的论文数很多（见图3—11），除中国科学院、清华大学和浙江大学的论文数排名在世界前15名，排在前100名的研究机构还有天津大学、大连理工大学、同济大学、哈尔滨工业大学、南京科技大学。图3—10 中国发表SCI论文的年变化（1993—2011年）图3—11 中国发表膜技术SCI论文数排名前20位的研究机构论文数与世界排名（1993—2011年）三、资助来源
中国发表膜技术领域SCI论文中共有900篇（占39.1％）填写了基金资助来源，其中407篇由国家自然科学基金资助。此外，国家重点基础研究发展计划（“973”计划）、国家高技术研究发展计划（“863”计划）及经济发达地区的基金项目也占有较大比例（见图3—12）。图3—12 中国发表膜技术SCI论文主要资助来源的论文数（1993—2011年）第三节 DII收录中国膜技术专利分析
通过汤森路透（Thomson Reuters）知识产权与科技信息集团出品的德温特世界专利创新索引（Derwent Innovation Index，DII）数据库，我们检索了1984—2011年收录国内外申请人在中国申请膜技术领域的专利。检索方法为：通过叙词membrane、ultrafilt*、nanofilt*、microfilt*、reverseosmos*检索德温特手工代码，在检出的14个德温特手工代码中保留其中6个（见表3—2）。限定专利号以CN开头，以检索国内外专利申请人在中国申请的专利。得到检索式为MAN＝（D04-A01D or D04-A01E or J01-C03A or J01-C04 or J01-F02B or A12-W11A）and PN＝CN*，共检出专利7128项。表3—2 德温特手工代码一、专利数的年变化
依据专利申请的优先权日（priority date），DII收录关于膜技术的中国专利呈指数级增长（见图3—13）。1984—1999年这16年间，各国在中国申请的专利总数为636项，每年申请数不超过90项。2000—2010这11年间的申请总数为6037项，2000年申请数首次超过100项，2010年更是达到1216项。在所有的中国专利中，美国、日本、德国和其他国家或地区（包括澳大利亚、韩国、法国、英国、意大利等）分别为739项、406项、177项和482项，1984—2004年间（除1992年以外），外国申请专利占半数以上。中国申请所占的比例从1999年起呈现逐年增高的趋势，尤其是2006年至今一直保持在70％以上。图3—13 DII收录的中国专利数的年变化（1984—2010年）
在所有专利中，发明专利占75.2％，实用新型专利占24.8％（见图3—14），其中实用新型专利全部出现在2005—2011年。图3—14 DII收录的中国专利类型（1984—2011年）二、IPC国际专利分类号分析
DII共有三种分类号体系，分别为IPC国际专利分类号、德温特分类号和德温特手工代码，其中IPC国际专利分类号应用最普遍，而德温特手工代码更适于语义检索。本文利用德温特手工代码进行检索，进而对检出结果进行IPC国际专利分类号分析。
从表3—3可见，DII收录的中国膜技术专利比较集中，半数以上属于B类作业、运输这一部分，39.9％为化学、冶金类，6.5％为生活需要类，三者共占97.0％。而以IPC子类区分，7128项专利分布于188个子类中，其中46.3％属于B01D类分离部分，30.8％属于水、废水、污水或污泥的处理类，两者共占77.1％（见表3—4）。表3—3 DII收录的中国膜技术专利IPC主分类号分布表3—4 DII收录的中国膜技术专利IPC子类分布三、申请机构分析
全球申请专利最多的40个机构中，26个来自中国，9个来自美国，5个来自日本。美国和日本的机构均为公司企业，而中国的26个机构中，18个为高校，2个为科研机构，6个为企业。几个膜领域重要的跨国企业均在中国申请了多项专利，如美国的美净集团（西门子水技术公司）、密理博公司、通用公司和日本的旭化成公司、日东电工集团、东丽工业公司等（见表3—5）。表3—5 DII收录的中国膜技术专利申请机构分布第四节 CNKI收录中文期刊膜技术论文分析
本节利用同方知网（北京）技术有限公司出品的国家知识基础设施工程（National Knowledge Infrastructure，CNKI）对膜技术的中文文献进行计量分析。一、论文发表数的年变化
1993—2011年，CNKI共收录主题为反渗透、纳滤、超滤和微滤四种膜过程的论文13249篇。在这四种膜过程研究中，超滤所占的比例最大。其论文数在最初几年甚至比其他3种方法之和还要多，而且增长速度也较快。反渗透、纳滤和微滤的论文数亦稳步增长（见图3—15）。图3—15 CNKI期刊膜技术论文的年变化（1993—2011年）二、研究机构
从表3—6可以看出，中国该领域的学术期刊论文数在各个研究机构中的分布相对集中，如反渗透膜研究集中于国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心、同济大学、清华大学、天津大学，纳滤膜研究集中于清华大学、国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心、天津工业大学和江南大学，微滤膜研究集中于天津大学、南京中医药大学、四川大学、南京工业大学。表3—6 中国CNKI期刊膜技术论文数排名前20位的研究机构（1993—2011年）注：总数小于前四列之和是因为部分论文可能同时涉及前四列的任意两个关键词。三、资助来源
表3—7显示CNKI收录的期刊论文中，国家自然科学基金是该领域论文项目开展的主要资助来源，其次是国家高技术研究发展计划（“863”计划）、国家重点基础研究发展计划（“973”计划）、国家科技支撑计划、国家科技攻关计划等国家级基金项目，同时，经济发达地区的基金项目也占有很大比例。表3—7 中国CNKI期刊膜技术论文数排名前20位的资助来源（1993—2011年）注：总数小于前四列之和是因为部分论文可能同时涉及前四列的任意两个关键词。四、学科分布
CNKI收录的中文期刊膜技术论文中，环境科学与资源利用是最主要的学科类别，其次是有机化工、轻工业手工业和无机化工等（见图3—16）。图3—16 CNKI期刊论文的学科分布（1993—2011年）五、来源出版物分布
在这13249篇论文的来源出版物中，论文数最多的前20种出版物发表论文共占总数的23.8％。其中《水处理技术》和《膜科学与技术》分别发表565篇和524篇论文，共占总数的8.2％（见图3—17）。图3—17 CNKI期刊膜技术论文的来源出版物论文数分布（1993—2011年）第五节 CNKI收录膜技术中文博士学位论文、专利、科技成果分析一、博士论文
从中国知网《中国博士学位论文全文数据库》（406家博士培养单位，来源覆盖率96％）获得1993—2011年四种膜过程的博士论文共561篇，其年分布见图3—18。博士论文数在10篇以上的培养单位有浙江大学（47篇）、江南大学（34篇）、天津大学（34篇）、大连理工大学（26篇）、复旦大学（23篇）、中南大学（21篇）、华南理工大学（19篇）、中国海洋大学（19篇）、吉林大学（14篇）、第二军医大学（13篇）、哈尔滨工业大学（12篇）和中国科学院研究生院（10篇）。图3—18 CNKI收录博士论文的年变化（1993—2011年）二、专利
从中国知网国家知识产权局知识产权出版社出版的《中国专利全文数据库》（来源覆盖率100％）获得1993—2011年四种膜过程的专利共6918项，其年分布、学科分布及机构分布分别见图3—19、图3—20、表3—8。三、科研成果
从中国知网《国家科技成果数据库》（35个省部级单位的83个采集点，来源覆盖率100％）获得1993—2011年四种膜过程的科技成果共1709项，其年分布见图3—21。图3—19 CNKI收录专利年分布（1993—2011年）图3—20 CNKI收录专利学科专利数分布（1993—2011年）表3—8 CNKI收录专利机构分布（1993—2011年）图3—21 CNKI收录科技成果年分布（1993—2011年）第六节 从国家自然科学基金资助看我国膜分离技术的发展
随着我国水资源的紧缺情况加剧，污水再生回用、饮用水深度处理、海水淡化需求逐渐加大，膜分离技术在水处理领域的研究逐渐成为国家自然科学基金资助的重要领域之一。本节对2007—2013年国家自然科学基金资助的膜分离项目进行统计，对面上项目、青年科学基金、重点项目、国家杰出青年科学基金（简称“杰青基金”）、地区科学基金项目资助情况进行分析，并从项目资助年度、类型、承接地区、承担机构、申请资金额度等各个角度进行考察，展示我国膜分离技术的研究情况。一、政策环境分析
近十年来，膜产业作为一种新兴产业在中国正得到前所未有的重视。2010年发布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将高性能膜材料列入战略性新兴产业。2011年发布的《国家“十二五”科学和技术发展规划》对我国膜材料领域的发展提出了明确且具体的要求：“造就一批膜材料领域的高素质研发和产业化团队，重点膜材料国内市场占有率提高30％以上。”2012年9月科技部印发的《高性能膜材料科技发展“十二五”专项规划》明确提出：膜产业保持快速增长，预期到2015年达到千亿元规模；着力培育龙头企业，力争上市公司达到十家以上；布局若干膜产业集聚区，推动集群创新。膜产业在利好政策的推动下，将迎来飞速发展的黄金十年。二、科研环境分析
中国膜技术的起步晚于发达国家，为了推动中国膜技术的快速发展，尽快缩短与国外先进水平的差距，国家从“七五”计划到“十二五”规划期间开展了一系列关于膜材料、膜机理的研究。据不完全统计，从2006年起，国家重点基础研究发展计划（“973”计划）、国家高技术研究发展计划（“863”计划）、国家科技支撑计划对膜技术研究资助力度逐年增大，至2011年共审批通过9个专项计划，资助额已达33990万元（见表3—9）。表3—9 2006年以来国家膜技术研究领域的重要项目（经费高于1000万）
与这些国家重大专项计划相比，国家自然科学基金项目虽然资助额度较低，但资助项目数也呈现明显的增长趋势。从2006年到2012年审批通过的项目累计将近370项，资助总额达15500万元。这些科研经费的投入有力地促进了我国膜分离技术基础研究持续、稳定地发展，吸引了一大批优秀青年科技人才积极加入。三、项目依托机构分析（一）项目依托机构的实力分析
膜技术领域已经是各大院校和研究机构甚至企业的研究热点，但各个院校和机构在膜领域的研究方向不尽相同，在膜分离方面，天津工业大学、浙江大学、天津大学、清华大学、南京工业大学以及中国科学院等研究机构的研究实力较强。其获得基金资助的经费见图3—22。图3—22 各研究机构获得国家自然科学基金经费的情况注：依据2006年到2012年各科研机构获得国家自然科学基金项目中的重点项目、杰青基金、面上项目和青年科学基金项目的审批项目总经费大小进行排序。
从图3—22可以看出，天津工业大学获得资助的项目经费最多，在统计数据中其承担的总项目数也是最多的，其次为浙江大学。（二）项目依托机构的属性分析
在所统计的将近370个项目依托的科研机构中，主要为高等院校和科研院所（中心），其中依托单位为高等院校的高达91％，科研院所占9％（见图3—23）。虽然项目数量上二者有较大的差距，但因为科研院所获得项目经费相对较多，18个重点项目和杰青基金项目的依托单位中就有5个为科研院所。因此，总体而言，高等院校是国家膜分离领域研究的主力军，但科研院所的科研力量也不容忽视。图3—23 膜分离领域获国家科学基金资助的机构属性比例注：以上比例以项目数量为统计标准。（三）项目依托机构的地区分布
图3—24是国家自然科学基金项目依托单位的分布图，可以看出，膜分离科研项目基地主要分布在我国东部和北部地区、中部和东南地区也有一定的比例。主要集中于北京、山东、江苏、天津、上海与浙江。从图3—25项目经费比例也可看出，自然科学基金主要也是投入这六个地区。图3—24 各省市承担基金项目数分布
国家自然科学基金项目分布集中于这六个地区的原因可能有：（1）这些地区高校和研究院云集，科研力量强大；（2）国家政策的倾斜；（3）这些地区水污染状况也相对严重；（4）经济的发展使得这些地区对水质的要求也逐步提高，从而推动膜分离行业的发展。图3—25 各省市承担基金经费分布四、小结
通过对近七年来国家自然科学基金（简称基金）对膜分离领域项目资助情况的统计分析可以看出：基金对膜分离领域研究的资助从数量和金额上都呈现稳步上升的趋势；2010年以来，基金对膜领域研究的资助呈现快速增长的势头。从项目承担单位的地区分布上看，地区差异较大并且有集聚效应，经济发达的京津唐、沪宁杭是研究的重要区域。从项目依托的单位和机构属性来看，高等院校是膜分离科研的重要基地，但科研院所也不容忽视。参考文献
于淼，周玉芬，郑祥．文献计量学法分析膜技术的研究和应用进展．水工业市场，2010（1）
陈晓芬，郑祥．从国家自然科学基金资助看我国膜分离技术的发展．水工业市场，2012（12）
郑祥．我国膜技术科研环境简述．给水排水动态，2009，12（160）
徐慧芳，郑祥，樊耀波．利用SCI分析学科发展——以近15年的MBR研究状况为例．现代情报，2007（3）第四章 中国膜产业的机遇与政策导向
在当前水资源承载力不足的背景下，我国急需有效应对水资源和水环境挑战的关键技术。膜材料和膜技术在废水资源化和污染削减方面的高效作用，在近年来快速发展的工业化工程实践中得以充分验证，产业拉动作用初现。当前，膜产业迎来快速发展和成为战略新兴产业的历史机遇期，但仍然有许多亟待破解的发展难题。膜产业政策为破解这些发展难题提供了极大助力，深刻理解和准确把握我国膜产业政策导向，是实现膜产业腾飞的翅膀，更是破解我国水资源和水环境双重困境的钥匙。第一节 中国膜产业的机遇
我国水资源存在人均少、利用率低和局部过度开发的问题，突出表现为资源型缺水（11个省市属人均重度、极度缺水）、水质型缺水（超过40％河长水质劣于IV类）及管理型缺水（用水效率低下）。未来政策着力点将定位于重视节水及回用、提高水质标准和强化管理，以指标考核推进节水型社会建设。
在应对水资源短缺、节能减排和新能源等世纪挑战时，膜的战略作用崭露头角。“十二五”规划期间我国将实现膜领域科技发展“三个提升、一个完善”，重点培育和发展，使其成为战略性新兴产业。在最为突出的水工业领域，排水及供水标准提高直接推动膜技术在处理设施升级改造中的大规模应用，预计“十二五”期间市场空间将超过500亿。随着用水成本和再生水回用要求的迅速提高，膜处理作为污水再生回用最有效的工艺路线已经使电力、钢铁和石化等行业不断受益。反渗透也已经成为海水淡化等脱盐主流，预计未来5～10年中3国海水反渗透膜设备处理能力将新增160万～200万m/d。
其他新兴产业领域也得到了政策层的关注。在新能源领域，全氟磺质子交换膜是车用燃料电池核心部件，透氢与透氧的气体分离膜可用于能源清洁利用。在节能减排领域，膜分离技术实现了赖氨酸、味3精和Al2O的清洁生产，气体膜分离实现了温室气体的高效捕集。一、中国水资源赋存
近年来我国水资源总量均值有所下降。根据2000—2011年水文3系列评价结果（见图4—1），我国多年平均降水总量为6.18万亿m，3水资源总量为2.84万亿m，居世界第6位，其中地表水资源量占比达到96.4％。从长期来看，我国年降水量变化趋势不显著，但年代际波动较大。2001—2011年期间我国干旱年份较多，近年来的地表水以及水资源总量均值较1956—2000年均值分别下降了6.8％和6.4％（见图4—2）。图4—1 我国水资源总量及构成（2000—2011年）图4—2 2001—2011年我国水资源量与1956—2000年均值比较
我国水资源总量时空分布不均。在10个水资源一级区（松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、东南诸河、珠江、西南诸河、西北诸河）中，北方主要包括松花江、辽河、海河、黄河、淮河、西北诸河6区，而南方包括长江、东南诸河、珠江、西南诸河4区。从流域分布来看（见图4—3），水资源总量排名全国前4位的流域（长江、西南诸河、珠江、东南诸河）均位于我国南部地区。从省份分布来看，西藏水资源总量排名全国第一（占16.66％），紧随其后的依然3是四川、广东、云南等南部省份；宁夏水资源总量仅为8.4亿m，占0.03％，排名全国最后。降水是影响水资源总量的一个重要因素，南方四区国土面积占全国的36％，但降水量占65.8％；北方六区国土面积占全国的64％，但降水量仅占34.2％。图4—3 我国一级区水资源总量分布二、中国水资源利用
新中国成立以来我国用水总量增长近5倍。伴随着社会经济的快速发展，我国对于水资源的开发利用程度不断加深。1949—201033年，我国用水总量由1031亿m增长到6022亿m（见图4—4），增幅为484％。从区域分布来看，长江、珠江流域的用水量分别占到全国总量的33.0％、14.7％，居全国前两位；西北诸河流域的水资源量仅为全国的5.0％，但用水量却已占到10.7％。
工业化、城市化推动用水结构不断变化。由于产业结构的不断升级以及城市化进程的不断深入，我国用水结构发生了显著的变化。新中国成立初期，用水总量中的97.1％是用于农业；到了2010年，农业用水占比已经下降到61.2％，而工业、生活的用水比重已经分别提高至24％、12.7％，且近年来不断升高。目前我国的用水结构与世界平均水平较为接近，主要表现在农业用水占比依然较大。而在经济发达国家，工业用水比例往往超过60％，这反映出我国在水资源利用结构与效率方面与发达国家的差距（见图4—5）。图4—4 年度用水总量与当年经济增速图4—5 我国年度分产业用水量
从供水结构来看，我国北方对于地下水的依赖远远高于全国平均水平，相关6个一级区地下水供水量在总量中的占比达到35.8％，导致了北方普遍存在较为严重的地下水超采问题（见表4—1）。根据《全国地下水资源及其环境问题综合评价及专题研究》的调查结果，我国华北平原地下水开采程度最高，达114％，深层地下水已严重超采，地下水的过度开发利用已经导致北方地区出现地下水水位下降、地面崩塌和沉降、湿地萎缩、土地荒漠化等环境负效应。表4—1 水资源一级区供水总量及构成三、水资源短缺问题突出
尽管我国水资源总量位居全球第六位，但却拥有着全世界超过320％的人口。经测算，2011年我国人均水资源量仅为1730.4m，属于中度缺水。根据联合国2005年的全球统计数据，我国人均水资源量在不同层面的比较排序中均位列倒数，整体上看已经属于较为典型的资源型缺水国家（见表4—2）。表4—2 我国人均水资源量国际排名
分区域来看，各省的水资源禀赋差异显著，其中西藏的人均水资33源量高达139659m，而最低的北京却仅有127m（见表4—3）。目前，辽宁、河南等九个省份属于极度缺水地区，甘肃、江苏属于重度缺水，处于丰水状态的省份有西藏等六个。概括而言，人均数据显示我国水资源区域差异非常显著，局部缺水严重，特别是北方地区。3表4—3 我国分省人均水资源量 单位：m/人
据2008年的统计，我国660余座设市的城市中有420多座不同程3度缺水，约110座城市严重缺水。目前城市每年缺水量约70亿m，如3果计入城市超采地下水，缺水总量达105亿m。新中国成立以来，全国共发生比较严重的城市缺水事件100多起，其中属资源型缺水的占2/3。
由于水资源时空分布不均、人均有限、用水需求持续增长等因素，我国水资源短缺的特征已经十分明显。据统计，正常年份我国缺水总3量约在400亿m，水资源开发利用程度也已经达到24.7％的世界较高水平。此外，已有五个水资源一级区呈现过度开发状态（见图4—6），其中海河流域平均年用水量甚至达到水资源总量的130％（超用部分主要来自跨流域调水与地下水超采）。图4—6 我国一级区水资源开发利用率四、水环境污染严重3
全国废污水排放量也由1980年的315亿m增加至2011年的659亿3m（见图4—7），其中污染较重的工业废水约占2/3，城市生活污水约占1/3。由于污染负荷的不断增加，防治工作又相对薄弱，我国的水资源质量在过去30多年里呈不断下降趋势。图4—7 我国历年废污水排放量
全国已有超过40％河长遭受污染，多个流域污染比例超过60％。1980年，全国水质符合或优于Ⅲ类的河长占受评价总河长的78.2％（见图4—8）；到2011年，这一比例已经下降到61.0％。我国的河流以有机污染为主，主要污染指标为化学需氧量、五日生化需氧量和总磷。图4—8 历年受评价总河长不同水质分布
从各流域的情况来看，目前我国经济发展程度相对较低的西部地区，河流水质仍然保持较好，而北方河流水质污染比例普遍超过50％（见表4—4）。南方诸河虽然数值不高，但在人口稠密、经济发达的局部地区，水污染却极其严重。表4—4 各水资源一级区流域污染河长占比（2000—2009年） 单位：％
湖泊水质污染严重且难以恢复。大型湖泊水体的更新周期较长，纳污能力也远低于河流，因此一旦受到污染便很难治理。2011年，根据对26个国控重点湖泊的监测结果，优于和达到Ⅲ类的占42.3％，Ⅳ～Ⅴ类的占50％，劣Ⅴ类的占7.7％。营养状态为中度富营养的占7.7％，轻度富营养的占46.1％，中营养的占46.2％（见图4—9）。图4—9 我国国控重点湖泊综合厌氧状态指数（2011年）
平原区60％以上的浅层地下水受到不同程度污染。根据2000年全国平原区浅层地下水水质评价成果，Ⅳ～Ⅴ类水质占比59.8％（见表4—5）。也就是说，我国平原区约60％的浅层地下水受到不同程度污染。这里既有地下水天然底质差的原因，更有人为污染的因素。在人口密度大、经济社会活动强度大、地表水污染严重的太湖、辽河、海河、淮河等流域，地下水污染面积的比例分别达到91％、83％、77％、71％。2011年，200个城市的4727个监测点中，较差—极差水质的监测点比例达到55％，与上年相比，监测点水质变好、稳定和变差的比例分别为17.4％、67.4％和15.2％。表4—5 地下水水质较差的省市（2000年）单位：％五、中国膜产业发展的战略机遇期
目前我国水资源利用的形势已经十分严峻，水资源危机带来的种种问题对我国的可持续发展产生了严重的负面影响，并已导致巨大的经济损失。仅以2005年为例，农业由于缺水致使当年受旱面积达2.4亿亩，减产粮食1930万吨，造成的直接经济损失达1986亿元；工业3方面，年缺水量在40亿～60亿m，如果按2005年价格水平估算，因缺水造成的直接经济损失为1700亿～2400亿元；至于生活用水，我3国每年城市缺水量为105亿m左右，受影响人口超过2000万，折算成经济损失达2000亿元。据此粗略测算，2005年我国因缺水造成的各类经济损失占GDP的比重已超过3％，因此，有效应对水资源危机以保证我国经济可持续发展已经迫在眉睫。
水资源一级区经济可利用量利用率见表4—6。表4—6 水资源一级区经济可利用量及其利用率
水处理提标改造标准已经落实。供水方面，检测项目将由原35项提高至106项，并已于2012年7月起强制执行；排水方面，氨氮已纳入总量控制并作为约束性考核指标。从重点流域水污染防治“十二五”规划编制大纲的信息来看，在今后五年环境治理压力依然较大的背景下，部分流域提出了消除劣Ⅴ类水的规划目标（见表4—7）。排水及供水标准的提高将导致传统工艺较难实现稳定达标，这将直接推动膜技术在处理设施升级改造中的大规模应用。此外，未来水资源的稀缺必将带来再生水回用率的不断提高，膜处理作为污水资源化最适合的工艺路线已经使化工、电力和钢铁等领域不断受益，据不完全统3计，2007年我国电力行业膜利用总规模已超过30万m/d。表4—7 “十二五”水质标准提高相关规划
同时，随着工程运用增加和膜材料大规模生产，膜工艺也将进入技术成熟和成本降低的双重驱动时代；另一方面，随着污泥后续规范处理处置和人力成本不断上升，膜技术低污泥产量、自动化程度高的优势也将逐步得以体现。第二节 中国膜产业的政策导向
目前，膜工业作为一种新兴产业在我国正得到前所未有的重视，在当前政策的大力扶持下，膜工业很快将会迎来新的飞速发展期。当前的扶持政策按其类别可以划分成为膜发展提供机遇的市场环境政策、膜材料政策、海水淡化政策及膜发展规划政策四类，2006—2012年间发布的相关政策比例见图4—10。图4—10 发布的与膜相关政策比例（2006—2012年）
膜技术产业近年来取得了令人瞩目的发展。2009年包括膜制品、装置和相关工程的全球分离膜市场规模在450亿美元左右，其中膜制品约80亿美元。在国内，2009年分离膜制品市场约为60亿元人民币，加上相关工程，市场规模达250亿元人民币。预计到2020年将形成千亿元的战略性新兴产业。
目前，全国从事分离膜研究的科研院所、大学超过100家，膜制品生产企业300余家，工程公司近1000家，分布在全国各地（见图4—11）。它们几乎涉及分离膜行业的所有领域，包括反渗透、纳滤、超滤、微滤、电渗析等单元操作以及集成的膜法水处理系统，气体混合物的膜法分离，液体混合物分离的渗透汽化膜过程以及医用血液透析膜等。图4—11 膜企业分布图一、市场环境政策
随着国家节能减排要求和居民对饮水质量要求的不断提高，国内对水处理尤其是深度水处理的需求越来越迫切，作为水处理的核心元件——膜的应用将越来越广泛，市场总量也将越来越大。表4—8列出了国内有利于膜产业发展的相关政策。表4—8 促进膜行业发展的市场环境政策
卫生部2006年出台的《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）已于2012年7月1日起在全国实施，对生活饮用水的监测指标从原来的35项提高到106项。有数据表明，截至2010年，膜处理工艺在我国市政给水领域的覆盖率不到1％，远低于发达国家膜技术在市政给水领域的覆盖程度，因此，此次饮用水提标给膜产业创造了巨大发展空间。“十一五”以来，我国不断加大分离膜的研发和产业化推进力度，在开发新型分离膜和膜制造过程的技术创新以及膜技术的工程应用方面走在了世界前列。据《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》披露的数据，截至2010年，“十一五”期间全国城镇污3水处理规模已达到12476万m/d，而“十二五”的目标是全国城镇升3级改造污水处理规模增加4569万m/d，具体任务分配到各个省（含新疆生产建设兵团，见图4—12）。全国城镇污水处理及相关设施各类投资近4300亿元，其中新增城镇污水处理能力投资1040亿元，升级改造污水处理设施投资137亿元，新增再生水利用投资304亿元，根据不同省的实际情况进行合理分配（含新疆生产建设兵团，见图4—13）。这些政策的实施将给应用在市政污水处理领域的膜产业带来上百亿元的需求。国家环保部环境规划院预测，我国“十三五”时期废水治理投入将达1.39万亿元，其中工业和城镇生活污水的治理投资将分别达4355亿元和4590亿元。在此背景下，广泛应用于污水处理的膜技术在未来10年间将迎来大发展。图4—12 全国“十一五”污水处理完成情况及“十二五”新增污水处理规模图4—13 “十二五”期间各省城镇污水处理及相关设施投资额分配二、膜材料政策
目前，高性能膜材料的发展受到全球范围的高度重视，多国政府将膜技术作为21世纪高新技术进行研究与开发，并制定了相应的研究开发计划。目前全球膜材料市场出现强劲的增长势头，年销售额已经超过400亿美元。当前全球高性能膜材料的发展呈现以下特点：膜材料产业向高性能、低成本及绿色化方向发展；膜材料市场快速发展，与上下游产业结合日趋紧密；膜技术对节能减排、产业结构升级的推动作用日趋明显；膜技术对保障饮水安全，减少环境污染的作用显著增强。我国也制定了一系列针对高性能膜材料的政策，表4—9列出了我国近年来发布的有关膜材料的政策法规。表4—9 有关膜材料的政策法规《新材料产业“十二五”发展规划》中指出，2012年我国要建成一批新材料工程技术研发和公共服务平台；打造10个创新能力强、具有核心竞争力、新材料销售收入超150亿元的综合性龙头企业，培育20个新材料销售收入超过50亿元的专业性企业，建成若干主业突出、产业配套齐全、年产值超过300亿元的新材料产业和产业集群；新材料产品综合保障能力提高到70％，关键新材料保障能力达到50％，实现碳纤维、钛合金、耐蚀钢、先进储能材料、半导体材料、膜材料、丁基橡胶、聚碳酸酯等关键品种产业化、规模化。《新材料产业“十二五”重点产品目录》也将主要应用于水处理领域的反渗透膜、纳滤膜列为重点研究的材料。
科技部发布的《高性能膜材料科技发展“十二五”专项规划》（简称《规划》）提出，“十二五”期间膜材料的发展目标是实现5～8种关键膜材料国产化，建成膜生产线3～6条，到2015年形成千亿元产业（具体指标见表4—10）。从《规划》可以看出，今后几年我国将着力突破海水淡化用高性能反渗透膜、高性能分离膜材料、离子交换膜材料等关键技术，以此推动膜材料在水资源、石油化工等相关行业的应用。表4—10 高性能膜材料“十二五”科技发展主要指标
中国膜工业协会相关专家表示，目前，石油和化工行业使用量最大的是超滤膜和反渗透膜，其中，我国的反渗透膜几乎全部依赖进口。据了解，2012年6月，由贵阳时代沃顿科技有限公司、中科院化学研究所等承担的国家“863”计划课题“高性能反渗透膜材料规模化制备技术”已经启动。业内人士表示，该课题完成后，将使我国海水淡化反渗透膜实现规模化生产和应用，同等性能膜元件价格将比进口膜产品低20％，海水淡化膜元件的合格率也将从30％提高到80％。这将极大地提升我国膜企业的竞争力。《规划》明确提出，在水资源领域，我国将重点突破海水淡化用高性能反渗透膜、水质净化用纳滤膜和废水处理用膜生物反应器专用膜材料的规模化制备技术，其中，要满足海水淡化、苦咸水淡化等技术对高性能反渗透膜材料的需求，重点开发高性能聚酰胺类反渗透膜原材料；研发抗污染、抗氧化、耐溶剂反渗透膜材料；研发反渗透膜元件卷制封装技术，建设自主知识产权的反渗透膜规模化生产线；研究海水淡化膜材料大规模产业化关键技术，开发大型海水淡化膜元件；鼓励开发高脱硼海水淡化反渗透膜材料、正渗透膜材料、膜蒸馏技术等。
同时，围绕能源清洁利用和环境减排对膜材料的需求，我国将重点发展透氢与透氧的气体分离膜材料，特别是用于高纯氢气制备的复合钯膜材料和用于高纯氧气制备的混合导体透氧膜材料；开发用于天然气净化与综合利用的气体分离膜材料；开发用于分离捕集温室气体的膜材料，尤其是用于分离二氧化碳的固定载体膜材料；开发卷式分离膜及中空纤维复合膜规模化连续生产技术；鼓励发展富氮膜材料。
针对氯碱行业的重大需求，《规划》提出，将重点突破全氟离子交换膜工程化技术，进一步提高膜性能；面向燃料电池、储能电池和动力电池的应用需求，重点开发高性能、低成本离子交换膜材料和固体氧化物燃料电池膜材料；针对酸碱回收的需求，开发双极膜和扩散渗析膜的规模化制备技术及成套装备，实现批量生产。
目前，我国在全氟离子交换膜领域，技术日趋成熟，但还需扩大生产应用。全氟离子膜是氢氧燃料电池最核心的材料，随着世界各国发展替代能源、清洁能源战略的实施，以氢能为代表的燃料电池成为主要的发展方向，特别是燃料电池电动车应用开发速度的不断加快，为全氟离子交换膜的产业化带来了巨大的市场空间。“十二五”期间，我国将围绕氯碱行业、燃料电池、储能电池和动力电池的需求，重点开发高性能离子交换膜制备技术及其在氯碱行业的工业化应用技术，开发高性能、低成本电池用离子交换膜，鼓励开发新型耐热离子交换膜、抗过氧化氢氧化离子交换膜、氢氧根传导离子交换膜材料。
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